EXPERIMENTAL STUDY OF SHOWER GREYWATER THERMAL ENERGY RECOVERY

Abstract

ABSTRACT

Fossil fuels depletion and increase in energy costs, rise the importance of little improvements in our daily life energy consuming systems efficiency. Compared with the heavy energy consuming systems, domestic energy wasting system improvements cause little amount of savings for per case, but it also provides big amount of earnings in the size of community. Shower greywater is an example of the household size energy wasting potential. This experimentally done study cares with the saving of the greywater heat to the tap water preheating before heating to shower in a water heater. Three different type of heat exchangers that are tube in tube, helical coil, and brazed plate were attached in two different positioning which are horizontal and vertical case to a household size shower experimentation setup. The experimentations were done for a half an hour shower period with 40 oC water set temperature. The size of annual possible energy saving for four people family by the horizontally attached heat exchangers that are tube in tube, helical coil, and brazed plate approximately about 39.31 kWh, 247.1 kWh and 315.7 kWh. In case of vertical attachment of the heat exchangers saving account about 108.57 kWh, 378.14 kWh and 418.7 kWh. The rates of saving are also 2.56%, 16.13% and 20.61% for the horizontal and 7.09%, 24.69% and 27.34% for the vertical attachment of the heat exchangers. Maximum reachable economic size of saving is $ 42.7/year, and attachment of a heat exchanger for per shower costs $ 87 with its all equipment’s. The minimum payback period can be estimated about minimum 2 years. Environmentally, minimum benefit of this saving is equivalent to the release of 32.43 kg less carbon emission. ÖZET

Fosil yakıtların tükenmesi ve enerji maliyetlerinin artması, günlük yaşamda enerji tüketen sistemlerin verimliliğindeki küçük gelişmelerin önemini artırmaktadır. Ağır enerji tüketen sistemlerle karşılaştırıldığında, evsel enerji tüketiminde gerçekleştirilen iyileştirmeler vaka başına az miktarda tasarruf sağlarken, toplum boyutunda büyük miktarda kazanç sağlar. Duş atık suyu, ev tipi enerji israf noktalarına bir örnektir. Bu deneysel olarak gerçekleştirilen çalışma, bir su ısıtıcısında şebeke suyunun duş suyu olarak ısıtılmadan önce atık duş suyu ısısı ile ön ısıtılmasını ele alır. İç içe borulu, spiral borulu ve plakalı ısı eşanjörü olmak üzere üç farklı tip ısı eşanjörü yatay ve dikey olmak üzere iki farklı konumlandırma ile ev tipi boyutlarında bir duş deney düzeneğine bağlandı. 40 oC sıcaklığa ayarlanmış duş suyu sıcaklığı ve yarım saatlik bir duş sürecinde için deneyler gerçekleştirildi. Yıllık sağlanabilmesi muhtemel enerji tasarrufu miktarı dört kişilik bir aile için iç içe borulu, spiral borulu ve plakalı ısı eşanjörünün yatay konumlu bağlanması için yaklaşık 39,31 kWh, 247,1 kWh ve 315,7 kWh olarak, dikey konumlu bağlanmaları durumu için ise 108,57 kWh, 378,14 kWh ve 418,7 kWh olarak hesaplanmıştır. Tasarrufların oransal miktarı eşanjörlerin yatay konumlandırılmaları durumu için %2,56, %16,13 ve %20,61 olarak, dikey konumlandırılmaları durumu için ise %7,09, %24,69 ve %27,34 olarak belirlenmiştir. Tasarrufun erişilebilir maksimum miktarı 42,7 $/yıl’dır ve her bir duş için ısı eşanjörü ve ekipmanları maliyeti 87 $’dır, minimum geri ödeme süresi 2 yıl olarak belirlenmiştir. Çevresel olarak, kazanımın minimum faydası yılda 32,43 kg daha az karbon emisyonu salınımına eşittir.