Loading article…
水熱リサイクル（排水熱回収、廃水熱回収、雑排水熱回収、またはシャワー水熱回収とも呼ばれる）[ 1 ]は、熱交換器を使用して、食器洗い、洗濯、特にシャワーなどのさまざまな活動からの排水からエネルギーを回収し、熱を再利用することです。この技術は、水を予熱して指定された給湯器への負担を軽減することで、給湯の一次エネルギー消費を削減するために使用され、給湯器の寿命を延ばし、エネルギー使用量を節約することができます。[ 2 ] 小規模では、水熱リサイクルは外部エネルギーの必要性を減らすため、家庭での使用においてかなりの量のエネルギーを節約できます。大規模に実施すれば、このエネルギー使用量の削減は、化石燃料への依存を減らすため、気候変動の緩和に役立つ可能性があります。 [ 1 ]このため、多くの研究者は、経済的および環境的メリットの両方から、水熱リサイクルをエネルギー効率の未来と見ています。
給湯器に投入される冷水は、シャワーから回収した熱エネルギーを利用して予熱できるため、シャワー、食器洗い機、シンクで使用する前に水を加熱するのに必要なエネルギーが少なくて済みます。貯湯タンク に入る水は通常11 ℃（52 °F）前後です が、浴槽や食器洗い機からの温水に含まれるエネルギーを回収することで、貯湯タンク に入る水の温度を25 ℃（77 °F）まで上げることができ 、一定量の水の温度を14 ℃（57 °F）上げるのに必要なエネルギーを節約できます。この水は、タンクを出て平均的なシャワーに送られる前に、 さらに37 ℃（99 °F）まで加熱されます。 [ 3 ]
浴槽（100～150リットル）やシャワー（50～80リットル）[ 4 ]からの水をリサイクルする場合、廃水の温度は約20～25 ℃です。屋内の雑排水リサイクルタンクは150～175リットルを収容でき、廃水の大部分を貯蔵できます。内蔵の銅製熱交換器と循環ポンプを利用することで、残りの熱を回収し、コンビボイラーまたは温水シリンダーの冷水供給に伝達し、既存の中央暖房システムで水を加熱するために使用するエネルギーを削減します。
廃熱は、低品位廃熱（100℃未満）、中品位廃熱（100～400℃）、高品位廃熱（400℃超）の3つのカテゴリーに分類できます。これらはすべてエネルギーに変換できますが、家庭用途では中品位廃熱が最も一般的です。[ 5 ]
一般的な家庭用機器からの廃熱は、塩水をきれいな飲料水に変換するためにも使用できます。このプロセスはまだ開発の初期段階にありますが、きれいな水とエネルギー効率の未来に大きな可能性を示しています。[ 6 ]この脱塩プロセスは、世界中のきれいな水の未来となる可能性があります。このプロセスは非常に多くのエネルギーを使用するため[ 7 ]、エネルギーコストを削減するために水の熱リサイクルと組み合わせて使用できます。
家庭の光熱費のうち、給湯費が占める割合は平均で18%です。標準的な給湯器は、シャワー使用時に排水溝に流れてしまう熱エネルギーを最大60%節約できます。
水熱リサイクル装置を設置すると、エネルギー消費量が減り、温室効果ガスの排出量と家庭全体のエネルギー依存度が下がります。商業部門では、使用エネルギーの20～50%が熱として無駄に放出されており、これは非効率的であるだけでなく、環境にも有害です。[ 5 ]
家庭用排水熱回収ユニットの一般的な小売価格は、カナダドルで約400ドルから1,000ドル（米ドルで150ドルから700ドル）です。一般家庭では、給湯は通常、全体のエネルギー需要の約20%を占めます。[ 8 ]エネルギー節約により、初期投資の平均回収期間は2～10年になります。
英国の住宅に設置された廃水熱回収システムに関する2年間の独立調査では、1人あたり年間380kWhから500kWhの節約が見られた。[ 9 ]
ヒートポンプは、都市下水管と組み合わせることで、大規模な建物のHVACシステムが、多くの住宅や事業所から流れ出る水の冬の熱や夏の冷たさ（外気と比較して）を再利用することを可能にする。[ 10 ]
逆もまた可能で、空調設備や産業用チラーからの熱を利用して水を予熱することができます。[ 11 ] 大型建物の空調に使用されているチラーシステムから排出される熱は、流入する家庭用冷水と凝縮器からの戻り水の間に熱交換器を設置することで回収できます。従来の冷水システムでは、凝縮器水ループで冷媒から集められた熱を冷却塔に排出します。凝縮器水の質量流量の一部を冷却塔から迂回させ、熱交換器（通常はプレートアンドフレーム構成）を通して循環させることで、流入する家庭用冷水をボイラーに到達する前に予熱することができます。これにより、最終使用者に供給する前に必要な水の温度上昇が低減され、ボイラーの燃料消費量が削減されます。このわずかなエネルギー効率の向上だけでも、地球温暖化の抑制に大きな影響を与えます。[ 5 ]