Abwasserwärmepumpe

Abwasser bezeichnet Wasser verschiedener Quellen, welches in die Kanalisation gelangt und anschließend zur Kläranlage geleitet wird. Unterschieden werden dabei das vom Menschen erzeugte Schmutzwasser, nicht versickerndes Regenwasser sowie anderes Fremdwasser.

Das Abwassersystem ist eine essentielle Infrastruktur moderner menschlicher Siedlungen, denn es sammelt, reinigt und leitet die täglich anfallenden Abwässer aus. Nur so wird ein hinreichender Gewässerschutz gewährleistet und die Trinkwasserversorgung sichergestellt.

Abwasser besitzt das ganze Jahr über eine relativ hohe Temperatur, die im Winter rund zehn bis zwölf Grad Celsius, im Sommer bis zu 20 Grad Celsius beträgt. Diese Abwassertemperatur macht das Abwasser, das in der Kanalisation zur Kläranlage transportiert wird, zu einer idealen Wärmequelle.

Anders als viele natürliche Wärmequellen weist das Abwasser eine überdurchschnittlich hohe Temperatur auf. Zugleich ist der Zugang zum Abwasserkanal einfach. Die Abwasserwärme lässt sich daher besonders leicht und effizient zur Bereitstellung von Heizwärme nutzen.

Das Bereitstellen von Wärme zum Heizen und zum Erwärmen von Nutz- und Trinkwasser ist besonders effizient und günstig, wenn die benötigte thermische Energie direkt aus der Umgebung stammt. Im Idealfall gewinnt eine Abwasserwärmepumpe die thermische Energie aus der Kanalisation.

Die Abwasserwärmerückgewinnung (AWRG), auch als „Abwasserwärmenutzung“ bekannt, macht es möglich, die im Abwasser enthaltene Wärmeenergie nicht ungenutzt zu vergeuden, sondern sie einem sinnvollen Verwendungszweck zuzuführen. Die Abwasserwärme wird dabei von Wärmepumpen aufgenommen und zur Versorgung von Wärmenetzen eingesetzt.

Eine mögliche Wärmequelle für Wärmepumpen ist das Abwasser. Die Technik der Abwasserwärmetauscher macht es möglich, Energie aus dem Abwasser zurückzugewinnen und zum Heizen zur Verfügung zu stellen.

Um die fehlerfreie Funktion des Abwassersystems zu gewährleisten, kommen diverse Aggregate zum Einsatz. Diese können zum Beispiel der Steuerung des Durchflusses, der Aussiebung von Fremdstoffen oder der Reinigung von Abwasserkanälen dienen.

Die Aquathermie nutzt die im Wasser enthaltene Wärmeenergie, um damit zu heizen oder zu kühlen. Dabei können viele verschiedene Wasservorkommen als Wärmequelle dienen.

Die Bioökonomie nutzt wissenschaftliche Erkenntnisse über Biologie, Ökosysteme und natürliche Prozesse, setzt erneuerbare Rohstoffe ein und entwickelt neue Technologien, um eine Wirtschaft zu erschaffen, die die Bedürfnisse der Menschen auf nachhaltige Weise erfüllt.

Der COP-Wert ist eine Kenngröße für die Effizienz von Wärmepumpen. Genau beschreibt er, wie viel Heizenergie das System in Bezug auf die Antriebsenergie, die es benötigt, erbringt – also wie viele Einheiten Wärme es aus einer Einheit Strom erzeugt.

Der Energieausweis gibt Auskunft über den Energiebedarf bzw. -verbrauch eines Gebäudes. Mit ihm lassen sich Aussagen über die Energieeffizienz treffen, Optimierungsbedarf erkennen und Verbesserungsmaßnahmen planen.

Die Energieeffizienz gibt Auskunft darüber, wie viel Energie sinnvoll zum Verrichten einer Arbeit genutzt wird und wie viel ungenutzt verloren geht. Je höher die Energieeffizienz eines Gebäudes oder Gerätes, umso geringer ist der Energieverbrauch.

Energie bestimmt die Beschaffenheit eines physikalischen Systems und erlaubt es ihm, mit seiner Umgebung zu interagieren. Dabei existieren verschiedene Energieformen, die von der Position und Bewegung des Systems und seiner Teilchen im Raum abhängig sind.

Energiegewinnung beschreibt verschiedene Prozesse, bei denen aus einem Primärenergieträger Strom, Wärme oder Kraftstoffe bereit- bzw. hergestellt werden. Je nach Art der genutzten Energiequelle kommen hierbei diverse Verfahren zum Einsatz.

Die Energiewende bezeichnet den Umschwung von fossilen Brennstoffen auf regenerative Energien zur Strom- und Wärmeerzeugung und dem Betreiben von Fahrzeugen. Dies ist erforderlich, um den Klimawandel zu stoppen und unsere Umwelt zu schützen.

Bei Erdwärmekollektoren handelt es sich um flach verlegte Leitungssysteme, die der Nutzbarmachung von Erdwärme dienen.

Erneuerbare Energien, auch regenerative Energien genannt, stehen dem Menschen praktisch in unbegrenztem Maße zur Verfügung. Darüber hinaus ist ihre Gewinnung umweltfreundlich und ihre Nutzung klimaneutral.

Ein Fernwärmenetz ist ein Leitungssystem, das dazu dient, in einem Heizwerk erzeugte Wärmeenergie an mehrere Verbraucher zu liefern. Die Effizienz ist hierbei umso höher, je niedriger das Temperaturniveau und je kürzer die Transportwege sind.

Der Gewässerschutz dient der Reinhaltung von Oberflächengewässern und dem Grundwasser. Dies ist nicht nur zur Erhaltung von aquatischen Ökosystemen, sondern auch zur Sicherung der Trinkwasserbereitstellung vonnöten. Hierfür existieren verschiedene Maßnahmen.

Grauwasser ist der Bestandteil des vom Menschen erzeugten Schmutzwasser, welcher nicht durch Urin oder Fäkalien verunreinigt ist. Wie auch der Rest des Abwassers wird Grauwasser über die Kanalisation ins Klärwerk geleitet, wo seine Reinigung erfolgt.

Das Heizen mit Abwasser stellt eine günstigere und vor allem umweltfreundlichere Alternative zum Heizen mit fossilen Brennstoffen dar. Darüber hinaus ist es sogar effizienter als die Nutzung anderer regenerativer Wärmequellen.

Neben Strom- und Wasserversorgung ist die Heizung das wichtigste technische System in sämtlichen Gebäuden. Sie ist zuständig für die Wärmebereitstellung.

Das Grundwasser nimmt Wärme aus dem es umgebenden Erdreich auf und speichert diese. Mit verschiedenen hydrothermischen Technologien kann der Mensch diese Wärme nutzbar machen, zum Beispiel um damit zu heizen, zu kühlen oder sogar Strom zu erzeugen.

Die Jahresarbeitszahl (JAZ) ist eine der Größen, mit der sich die Effizienz von Wärmepumpen messen bzw. ausdrücken lässt. Dabei gibt sie über einen numerischen Wert an, wie viel thermische Energie die gesamte Anlage aus der zugeführten elektrischen Energie im Verhältnis erzeugt.

Die Kanalisation ist eine wichtige Infrastruktur moderner menschlicher Siedlungen, denn sie dient der Ausleitung des Abwassers zum Klärwerk. Nur durch seine Funktion wird die Gewässerverschmutzung eingedämmt und die Trinkwasserversorgung sichergestellt.

Das Abwasser in der Kanalisation enthält große Mengen Wärmeenergie, die mit geringem Aufwand nutzbar gemacht werden können. Zudem ist es denkbar, dass auch Abwärme aus industriellen Prozessen ins Abwasser einzuspeisen, um diese ebenfalls zur Wärmegewinnung zugänglich zu machen. So wird die Kanalisation zum Wärmespeicher und damit zum Wärmenetz.

Über das Kanalnetz werden die verschiedenen Abwässer zum Klärwerk oder in die Vorfluter geleitet. Dabei kann die Kanalisation als Misch- oder Trennsystem aufgebaut sein. Dies hat verschiedene Auswirkungen auf die restlichen Anlagen zur Abwasserreinigung.

Damit sich die Funktionstüchtigkeit von Abwassersystemen auf Dauer sicherstellen lässt, müssen regelmäßige Kanalsanierungen erfolgen. Hierfür existieren verschiedene Verfahren – von der Reparatur beschädigter Abwasserkanäle bis hin zur vollständigen Erneuerung.

Die Kreislaufwirtschaft zielt auf eine längstmögliche Nutzung von Ressourcen durch Teilung, Aufbereitung und Recycling ab.

Nachhaltigkeit beschreibt das verantwortungsbewusste Handeln im Bezug auf die Berücksichtigung der Regenerationsfähigkeit von Ressourcen. Ihre Prinzipien zielen darauf ab, die Bedürfnisse der Wirtschaft, der Gesellschaft und der Umwelt zeitgleich zu befriedigen.

Als nachwachsende Rohstoffe werden Pflanzen bezeichnet, die nicht als Nahrung dienen, sondern energetisch und stofflich genutzt werden. Sie sind theoretisch unbegrenzt verfügbar und ihre Verarbeitung jedweder Art setzt keine zusätzlichen Treibhausgase frei.

Nahwärmenetze dienen dazu, Wärme über kurze Distanzen von einem Erzeuger zu einem Verbraucher zu transportieren. Aufgrund der geringen Entfernungen geht dabei nur wenig Energie verloren, wodurch eine effiziente Versorgung sichergestellt wird.

Primärenergie ist die Energie, die Energieträgern auf natürliche Weise innewohnt. Sie existiert in verschiedenen Formen, etwa chemisch, thermisch oder kinetisch, und ist der Ausgangspunkt für die Erzeugung von Strom, Wärme und Kraftstoffen.

Mit regenerativen Energien ist es möglich, nachhaltig und umweltfreundlich Strom, Wärme und Kraftstoffe zu erzeugen bzw. herzustellen. Dies spart nicht nur endliche Ressourcen wie Kohle, Erdöl oder Erdgas ein, es verringert ebenfalls die Umweltverschmutzung.

Schmutzwasser bezeichnet jenen Teil des Abwassers, der von Menschen verunreinigt wurde, etwa in Haushalten oder der Industrie. Es ist in der Kanalisation vom Regen- und Fremdwasser abzugrenzen und bedarf einer aufwendigen Aufbereitung im Klärwerk

Stromerzeugung bezeichnet die Umwandlung verschiedener Energieformen in elektrische Energie. Dies geschieht überwiegend in Kraftwerken mittels unterschiedlicher Verfahren. Elektrische Energie ist unglaublich vielseitig und wird heutzutage nahezu überall benötigt.

Wärme spielt in unserer modernen Gesellschaft eine wichtige Rolle, denn wir nutzen sie zum Heizen, zur Warmwasserbereitung und als Prozesswärme in der Industrie. Die Wärmequellen, aus denen sie gewonnen wird, sowie die Verfahren für ihre Erzeugung sind dabei sehr vielseitig.

Unter unseren Füßen liegt eine riesige Wärmequelle verborgen, von deren Potential die meisten Menschen nichts wissen: das Abwasser. Abwasser ist eine unterschätzte Energiequelle. Dabei ist es mit einer Temperatur von rund 10 bis 20° C hervorragend zur Bereitstellung von Wärme geeignet.

Wärmepumpen nutzen regenerative Energiequellen zum Bereitstellen von Heizenergie. Auf diese Weise werden fossile Brennstoffe eingespart und CO2-Emissionen vermieden. Als Wärmequellen kommen Umgebungsluft, Erdwärme, Grundwasser und sogar das Abwasser in Frage.

Die Bereitstellung von Heizwärme verbraucht jedes Jahr enorme Mengen an Ressourcen. Durch verschiedene Methoden der Wärmerückgewinnung können diese jedoch gespart sowie die Kosten der Wärmeerzeugung gesenkt werden.

Wärmetauscher sind technische Komponenten zum Transport von Wärme von einem wärmeren zu einem kälteren physikalischen System. Als Wärmeüberträger fungiert hier in der Regel ein flüssiges oder gasförmiges Medium.

Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) beinhaltet den Hauptteil der Vorschriften des Wasserrechts, welches wiederum ein Teil des Umweltrechts ist. In ihm sind die Nutzung und der Schutz von Oberflächen- und Küstengewässern sowie dem Grundwasser geregelt.