December 2010

Investering douchewater-wtw betaalt zich snel terug

Warmteterugwinning (wtw) uit douchewater is een relatief eenvoudige techniek en tegelijkertijd ook een effectieve manier van energie besparen. Zeker in de nieuwbouw is douchewater-wtw een betrekkelijk goedkope en gemakkelijke manier om de EPC-waarde gunstig te beïnvloeden. De techniek is opgenomen in de EPG (gebouwlabeling) en biedt grote mogelijkheden voor een beter woninglabel.

Warmteterugwinning (wtw) uit afvalwater is een techniek die volop in ontwikkeling is. En wtw uit douchewater loont. Met een relatief kleine investering – de bedragen variëren tussen de 500 en 900 euro – is een hoog rendement mogelijk. Ondanks dit voordeel is de toepassing van douchewater-wtw zeker nog niet standaard. De beschikbare systemen worden weliswaar steeds vaker opgenomen in de bestekken, maar in de praktijk blijken ze er ook net zo gemakkelijk weer te worden uitbezuinigd. Toch is het principe onbetwist. Naar schatting zijn vorig jaar zo’n tienduizend systemen toegepast, het overgrote deel in de nieuwbouw. Een douchewater-wtw-systeem werkt even simpel als doeltreffend. De warmte van het afvalwater wordt gebruikt voor verwarming van het leidingwater. Het opgewarmde leidingwater kan daarna direct naar de douchemengkraan worden gevoerd, maar ook naar het toestel voor de warmtapwaterbereiding. Als ook de ketel op het voorverwarmde water wordt aangesloten, is de besparing maximaal. De boiler of ketel hoeft daardoor tijdens het douchen op minder dan de helft van het vermogen te werken. Het rendement van de warmtewisselaar bedraagt 40 – 60 procent. De gemiddelde Nederlander verbruikt tijdens het douchen ongeveer 95 m³ gas op jaarbasis. Bij een rendement van 50 procent wordt dus 47 m³ gas per persoon per jaar bespaard. Voor een huishouding van drie tot vijf personen levert de douche-wtw dus een besparing op van 140 – 230 m³.

Verticale douche-wtw (douchepijp)

De uitwisseling van warmte kan op verschillende manieren gebeuren, bijvoorbeeld met een staande pijp die onderdeel is van het afvoersysteem van het douchewater. In dit systeem betreft het een wtw-unit met een buis-in-buiswarmtewisselaar. Het afvalwater stroomt door een centrale buis naar beneden, terwijl in de omringende mantel het schone leidingwater in tegenstroom spiraalsgewijs omhoog stroomt. Het systeem maakt gebruik van het feit dat in een vallende film een efficiënte warmte-uitwisseling optreedt. Hierdoor wordt, ondanks het relatief kleine temperatuurverschil, toch een aanzienlijk vermogen overgedragen.

De verticale douche-wtw wordt door verschillende fabrikanten op de Nederlandse markt gebracht: Nefit, Itho, Technea (producten van Hei-Tech) en Dutch Solar Systems (producten van Bries Energietechniek). De systemen van al deze fabrikanten zijn ontworpen voor toepassing in woonhuizen, hebben een lengte van circa 2,1 m en moeten verticaal worden gemonteerd. Deze warmtewisselaars zijn daarom alleen geschikt voor wtw uit een douche op de bovenverdieping.

Voor al deze warmtewisselaars geldt de eis dat moet worden voorkomen dat vervuild water in het leidingwater terechtkomt. Daarom hebben deze warmtewisselaars een dubbele scheiding tussen afvalwater en schoon leidingwater. De fabrikanten hebben hier verschillende systemen voor. Technea werkt met een koperen voering die door de waterdruk op de binnenbuis wordt gedrukt en noemt het systeem Recoh-vert v3. De fabrikant claimt het hoogste rendement (65,4 procent) van alle douche-wtw’s die op de markt verkrijgbaar zijn.

Nefit en Bries werken met op elkaar geknelde buizen en Itho met een geëxtrudeerd aluminium profiel. De rendementen van al deze warmtewisselaars zijn door Kiwa gemeten volgens een door tno opgesteld protocol. De rendementen (bij cw3) variëren van circa 50 – 65 procent.

Douchebak-wtw

Een (verticale) douchepijp met wtw is in bestaande bouw vaak lastig of niet te installeren. In die situaties kan wtw ook in de douchebak plaatsvinden. De warmte wordt onttrokken aan het afvalwater door een warmtewisselaar die is ingebouwd in een douchebak. Door de vorm van de bak wordt al het afvalwater met een optimale turbulentie (en dus maximale warmte-uitwisseling) over de warmtewisselaar geleid. Dit systeem kan worden toegepast bij renovatie- en etagewoningen.

Technea en Dutch Solar Systems hebben beide een douchebak met wtw-systeem in hun programma. Bij het systeem van Technea stroomt het afvalwater via een sifon in het midden van de warmtewisselaar als een dunne film over een koperen schotel. Net als de douchepijp-wtw werkt de douchebak-wtw volgens het ‘tegenstroom’-principe. Aan de onderzijde van de schotel is een koperen buis bevestigd die over de gehele lengte tegen de schotel aan ligt. Door deze leiding stroomt het leidingwater dat wordt verwarmd door het afvalwater. Tussen het leidingwater en het afvalwater is een dubbele scheiding aangebracht volgens de eisen van Kiwa. De sifon zit bij dit systeem in het midden waardoor de inbouwhoogte gering kan blijven. De inbouwhoogte is vergelijkbaar met die van een gewone douchebak. Bij zulke douchebakken moet het altijd mogelijk zijn de warmtewisselaar te inspecteren. De Technea-douchebak heeft voor dat doel een afneembare plint.

Renovatiemarkt

Bries Energietechniek is een andere partij met een douchebak-wtw. Samen met Dutch Solar Systems (dss) ontwikkelde Bries een systeem dat vooral is bedoeld voor toepassing in de renovatiemarkt. De douchebak onderscheidt zich van een gewone douchebak door een serie gaten aan de voorkant. Het warme douchewater loopt door deze gaten als een vlakke film over een roestvaststalen warmtewisselaar heen. Het afvoerwater staat zijn warmte via de plaat af aan het schone leidingwater dat in kanaaltjes aan de onderzijde van de plaat stroomt. Het rendement is door Kiwa gemeten. Bij een volumestroom van 7,5 l/min. (het gemiddelde Nederlandse douchevolume) wordt bijna 48 procent van de warmte teruggewonnen. Bries/dss claimt daarmee het best presterende apparaat in zijn soort te hebben. De ‘reactiesnelheid’ van de warmtewisselaar is kort omdat de uitwisseling plaatsheeft nog voordat het afvoerwater de stankafsluiter is gepasseerd. De warmtewisselaar is geheel vlak en glad, gemakkelijk bereikbaar en kan door de gebruiker goed worden gereinigd.

De kans op verontreiniging van het leidingwater door afvalwater is nihil. De materialen zijn van zo’n kwaliteit dat niets slijt, geen vermenging van de verschillende waterstromen kan optreden. Bovendien zal het drukverschil de vermenging van drinkwater met afvalwater voorkomen. Als extra veiligheidsmaatregel wordt een controleerbare terugslagklep toegepast. In het zeer onwaarschijnlijke geval dat een lek in de douche-wtw ontstaat, terwijl tegelijkertijd de druk op de waterleiding wegvalt, voorkomt deze klep besmetting van het drinkwater. De douchebak voldoet aan de eisen voor legionellapreventie, zoals opgesteld door TNO.

De douchebak-wtw kan zowel in als op de vloer worden geplaatst. Bij de opbouwsituatie wordt een afneembare plint meegeleverd zodat inspectie van de warmtewisselaar mogelijk is. Voor de inbouwsituatie heeft Bries een speciaal frame, waardoor de installateur het geheel in een keer waterpas kan opstellen.

Nefit

De douche-wtw van Nefit is ook een warmtewisselaar volgens het pijp-in-pijpprincipe. Ook hier stroomt in de binnenste buis het warme afvoerwater van de douche als een dunne film langs de wand van boven naar beneden. De binnenbuis van Nefit heeft echter een kleinere diameter. Bij Nefit zijn ook de buitenbuis en de aansluitingen volledig van koper. Deze onderdelen zijn bij Bries vervaardigd uit pvc. Een groot voordeel van het Nefit-systeem is dat de douche-wtw niet direct onder de douchebak hoeft te worden gemonteerd, maar ook enige meters kan worden versleept. Dit biedt extra mogelijkheden voor installatie. Het energieverlies in de leiding dat hierbij ontstaat is volgens de fabrikant te verwaarlozen. Ook de vertraagde werking, per meter versleping werkt het systeem amper 3 s trager, is verwaarloosbaar.

De douche-wtw van Nefit is als enige Kiwa-gecertificeerd en voldoet aan de Vewin-eisen. Het systeem mag daardoor direct, dus zonder sifon, worden aangesloten op de riolering. Dit heeft ten opzichte van systemen zonder dubbele scheiding een belangrijk voordeel: door het ontbreken van een sifon is de kans op verstopping, en dus overstroming, veel kleiner.

Douchekanon-wtw

In zwembaden en sporthallen wordt in het algemeen veel warm tapwater gebruikt. Het ligt dan ook voor de hand dat wtw uit afvalwater hier heel lonend is. Zowel Technea als Bries/dss is in dit segment actief. Technea ontwikkelde een douchekanon-wtw. Het douchekanon bestaat uit een serie parallel geschakelde douche-wtw’s met daar bovenop een verdeler. Het afvalwater van de douches wordt opgevangen in een drain, hieruit wordt het water naar een warmtewisselaar gepompt. Daar wordt de warmte aan het afvalwater onttrokken, waarna het afvalwater via het riool wordt afgevoerd. De warmte die wordt onttrokken aan het afvalwater, wordt weer toegevoerd aan het leidingwater dat naar de ketel gaat. Dit gebeurt net als bij de huishoudelijke douche-wtw’s met een warmtewisselaar. Technea heeft de warmtewisselaar uitgevoerd met een dubbele scheiding tussen afvalwater van de douches en het schone leidingwater, in overeenstemming met de Vewin-/Kiwa-richtlijnen. Volgens de leverancier kunnen exploitanten met de douchekanon-wtw al vrij snel 35 – 50 procent energie besparen.

Voor grotere afvalwatersystemen kunnen de douchepijpen worden gebundeld, waarbij een verdeler zorgt voor een gelijke verdeling van het afvalwater over de warmtewisselaars. Dit is een zeer efficiënte manier van wtw in bijvoorbeeld hotels of bejaardenhuizen.

Bij sporthallen en zwembaden bevinden de douches zich meestal op de begane grond. In dat geval zorgt een opvoerpomp ervoor dat het afvalwater via de multi-Douchepijp wordt afgevoerd. De volumestroom van de pomp wordt automatisch aangepast aan de toevoer van afvalwater.

Bries Energietechniek heeft gekozen voor een andere opzet, waarbij gebruik wordt gemaakt van een grote, zelfreinigende, warmtewisselaar. Het bedrijf is volop bezig met de ontwikkeling en verwacht in het voorjaar van 2011 met een getest product te komen.