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Die Erfindung betrifft ein Warmwasserleitungssystem mit wenigstens einer Vorlaufleitung zwischen einem Warmwasserspeicher bzw. einer Wasserheizeinrichtung und einer oder mehreren
Verbraucherstellen sowie einer zur Erzeugung einer Zirkulation vorgesehenen Rücklaufleitung, welche im Bereich der Verbraucherstellen und im speichernahen bzw. heizeinrichtungsnahen Bereich in die Vorlaufleitung einmündet.
Bei einem Warmwasserleitungssystem ist es üblich, insbesondere wenn die Verbraucherstellen relativ weit von dem Warmwasserspeicher bzw. der Wasserheizeinrichtung entfernt liegen, eine
Rücklaufleitung vorzusehen, um eine ständige Zirkulation im Warmwasserleitungssystem hervorzu- rufen. Es ist dadurch möglich, dass an den Verbraucherstellen ständig Warmwasser zur Verfügung steht, ohne dass vorher eine entsprechende Menge Kaltwasser entnommen werden muss. Bei bekannten
Wasserleitungssystemen dieser Art münden sowohl die Vorlaufleitung als auch die Rücklaufleitung direkt in den Warmwasserspeicher bzw. in die Wasserheizeinrichtung, so dass das so gebildete
Zirkulationssystem eine ständige Bereithaltungstemperatur aufweist, welche der Temperatur im
Warmwasserspeicher bzw. der Wasserheizeinrichtung entspricht.
Es sind dadurch enorme Wärmever- luste gegeben, da die Umgebung der Vorlaufleitung und der Rücklaufleitung ständig auf einer
Temperatur gehalten wird, die eben der Temperatur im Warmwasserspeicher bzw. der Wasserheiz- einrichtung entspricht. In der Regel ist es ferner gar nicht erforderlich, dass eine so hohe Tem- peratur an der Verbraucherstelle zur Verfügung steht. Insbesondere bei Waschbecken, Duschen,
Badewannen od. dgl. genügt eine Temperatur des Warmwasservorlaufes im Bereich zwischen 30 und 50 C.
Es ist bereits eine Warmwasserbereitungsanlage bekannt, bei welcher eine Zirkulationsleitung vorgesehen ist, welche im Bereich der Zapfstelle in die Vorlaufleitung einmündet. Das andere
Ende dieser Zirkulationsleitung ist an die Saugseite eines Injektors angeschlossen, mündet also im heizungsnahen Bereich in die Vorlaufleitung über diesen Injektor ein. Es soll dadurch die
Einschaltung einer Umlaufpumpe eingespart werden. Bei abgesperrter Zapfstelle erhält eine Ladepumpe eine stetige Warmwasserströmung in dem die Sekundärseite eines Durchlauferhitzers und den Warmwasserspeicher enthaltenden Umwälzkreislauf aufrecht. Damit ist der Injektor treibmitteldurchströmt, so dass an der Saugseite ein Unterdruck auftritt, unter dessen Wirkung Wasser über die Zirkulationsleitung zuströmt.
Dies bedeutet, dass in der Warmwasser-Vorlaufleitung zur Zapfstelle ein Unterdruck entsteht, so dass hier natürlicherweise Warmwasser aus dem Speicher abgezogen wird. Es ist also selbstverständlich, dass bei dieser Ausführung wieder ein Zirkulationskreislauf entsteht, welcher stetig über den Warmwasserspeicher und die Heizeinrichtung geführt wird.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Warmwasserleitungssystem zu schaffen, bei welchem wohl ein Umlaufsystem vorhanden ist, welches eine ständige Bereithaltung von Warmwasser im Bereich der Verbraucherstellen ermöglicht, bei welchem jedoch die Temperatur in diesem Umlaufsystem unabhängig von der Temperatur im Warmwasserspeicher bzw. der Wasserheizeinrichtung regelbar ist.
Erfindungsgemäss gelingt dies dadurch, dass die Vorlaufleitung und die Rücklaufleitung und die Verbindungen im Bereich der Verbraucherstellen und im speichernahen bzw. heizeinrichtungsnahen Bereich ein geschlossenes, ausserhalb des Warmwasserspeichers bzw. der Wasserheizeinrichtung sich befindliches Umlaufsystem bilden, wobei in Abhängigkeit von einer voreinstellbaren Temperatur im Umlaufsystem Warmwasser aus dem Warmwasserspeicher bzw. der Wasserheizein- richtung in das Umlaufsystem nachführbar ist.
Durch diese erfindungsgemässen Massnahmen ist es möglich, das Umlaufsystem beispielsweise auf einer Temperatur von 30 bis 50 C zu halten, wobei diese Wassertemperatur ausreicht für eine gelegentliche Handwäsche, zum Zähneputzen, zum Duschen usw. Die Warmwasserleitungen kühlen nicht gänzlich ab, sondern es steht eine Warmwassertemperatur zur Verfügung, die ohne Beimischung von Kaltwasser direkt verwendet werden kann. Die Wärmeverluste werden dadurch im Umlaufsystem äusserst gering gehalten. Wenn trotzdem Heisswasser benötigt wird, ist dieses wieder in kürzester Zeit bei den Verbraucherstellen, da dies ja sofort bei einer Wasserentnahme von dem Warmwasserspeicher bzw. der Wasserheizeinrichtung nachgeführt wird über die bereits entsprechend vorgewärmten Vorlaufleitungen.
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Es ist nicht unwesentlich zu vermerken, dass die Kosten für Wassermengen und Kanalgebühren wesentlich verringert werden durch die nicht ganz abgekühlten Warmwasserleitungen und ausserdem durch die Tatsache, dass nicht stets gleich auch Kaltwasser beigemischt werden muss. Es ist also trotz einer wesentlichen Energiesparung der gewünschte Komfort erhalten geblieben.
Weitere erfindungsgemässe Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen noch näher erläutert. In den Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen sind drei Ausführungsvarianten für ein erfindungsgemässes Warmwasserleitungssystem gezeigt.
Beim Warmwasserleitungssystem nach Fig. 1 ist ein Warmwasserspeicher --1--, eine Vorlaufleitung --2-- sowie eine Rücklaufleitung --3-- vorgesehen. Die Vorlaufleitung --2-- führt vom Warmwasserspeicher --1-- zu den einzelnen Verbraucherstellen --4--. Die Rücklaufleitung ist im Bereich der Verbraucherstellen --4-- bzw. bei mehreren Verbraucherstellen --4-- im Bereich der am weitesten entfernt liegenden Verbraucherstelle --4-- mit der Vorlaufleitung --2-- verbunden. Ohne zusätzliche Massnahmen würde also eine Zirkulation in der Vorlaufleitung --2-- und der Rücklaufleitung --3-- direkt über den Warmwasserspeicher-l-führen. Auf diese Weise wurden bisher die sogenannten Zirkulationsleitungen bei Warmwasserleitungssystemen hergestellt.
Gemäss der Erfindung sind nun die Vorlaufleitung --2-- und die Rücklaufleitung --3-- im speichernahen Bereich, also unmittelbar auf den Warmwasserspeicher --1-- folgend, durch eine Verbindungsleitung --5-- miteinander verbindbar. In der Rücklaufleitung --3-- ist im Bereich der Verbindungsleitung --5-- ein Dreiwegeventil --6-- eingesetzt. Sowohl die Vorlaufleitung --2-als auch die Rücklaufleitung --3-- münden direkt in den Warmwasserspeicher --1--.
Durch dieses Dreiwegeventil --6-- wird nun ermöglicht, dass einerseits ein geschlossenes Umlaufsystem in der Vorlaufleitung --2--, der Rücklaufleitung --3-- und der Verbindungsleitung - entsteht und anderseits kann aber auch die Rücklaufleitung --3-- über den Abschnitt - der Rücklaufleitung mit dem Warmwasserspeicher --1-- verbunden werden.
In dieses Umlaufsystem, vorzugsweise in die Rücklaufleitung --3-- ist eine Umlaufpumpe - eingesetzt, welche in Abhängigkeit von einer voreinstellbaren Temperatur im Bereich der Verbraucherstellen einschaltbar ist. Wenn also im Bereich der Verbraucherstellen eine genügend hohe Temperatur erreicht ist, kann der Umlauf abgeschaltet werden.
Das Dreiwegeventil --6-- ist ebenfalls in Abhängigkeit von der Temperatur im Umlaufsystem steuerbar, wobei zu diesem Zweck ein Temperaturfühler --8-- in das Umlaufsystem eingesetzt ist. Die Umlaufpumpe --7-- kann ferner noch zusätzlich von einer Zeitschaltuhr --9-- aus steuerbar sein.
Dem Warmwasserspeicher-l-ist ein Heizeinrichtung --10-- zugeordnet und ferner mündet in den Warmwasserspeicher --1-- eine Kaltwasserzufuhrleitung --11--. Selbstverständlich kann an Stelle eines Warmwasserspeichers --1-- eine Wasserheizeinrichtung vorgesehen werden, welche sozusagen als Durchlauferhitzer arbeitet.
Das erfindungsgemässe Warmwasserleitungssystem funktioniert nun folgendermassen : Der Warmwasserspeicher-l-wird auf einer bestimmten Temperatur gehalten bzw. z. B. in den Nachtstunden entsprechend aufgeheizt. Über die Vorlaufleitung --2--, die Rücklaufleitung --3-- und den Abschnitt --3'-- der Rücklaufleitung entsteht nun ein Umlaufsystem, welches so lange aufrechterhalten wird, bis beim Temperaturfühler --8-- eine voreinstellbare Temperatur erreicht ist.
Sobald diese Temperatur erreicht ist, wird ein Schaltbefehl an das Dreiwegeventil --6-- abgegeben, so dass nunmehr die Vorlaufleitung --2-- und die Rücklaufleitung --3-- über die Verbin-
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--5-- miteinander- kann beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich zwischen 30 und 50 C eingestellt werden, so dass ständig bei den Verbraucherstellen --4-- Warmwasser zur Verfügung steht, dessen Temperatur zum Händewaschen, Zähneputzen, Duschen od. dgl. ausreicht. Ohne dass also vorher eine lange Zeit kaltes Wasser den Verbraucherstellen entnommen werden muss, steht gleich entsprechendes Warmwasser in geeigneter Temperatur zur Verfügung.
Bei einer Entnahme aus den Verbraucher- stellen-4-- wird das Warmwasser vom Warmwasserspeicher --1-- über die Vorlaufleitung --2-zugeführt, wobei Kaltwasser über die Leitung --11-- in den Warmwasserspeicher --1-- nachge- führt wird. Es ist also trotz des geschlossenen Umlaufsystems ohne Umschaltmassnahmen eine direkte
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Heisswasserentnahme aus dem Warmwasserspeicher-l-möglich. Wenn also einmal Heisswasser benötigt wird, so ist dieses relativ rasch bei den Verbraucherstellen --4--, da ja die Vorlauf- leitung --2-- auf eine entsprechende Temperatur bereits vorgeheizt ist. Sobald eine Entnahme aus den Verbraucherstellen --4-- beendet ist, wird durch die Umlaufpumpe --7-- das geschlossene Umlaufsystem weiter betrieben.
Wenn nach gewisser Zeit eine Abkühlung im Umlaufsystem unter den voreingestellten Wert des Fühlers --8-- eintritt, wird das Dreiwegeventil ganz oder teilweise umgeschaltet, so dass in dieses Umlaufsystem vom Warmwasserspeicher --1-- her über die Vorlaufleitung --2-- wieder Heisswasser zugeführt wird. Es besteht also die Möglichkeit, in diesem Umlauf-
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die Umlaufpumpe --7-- ausgeschaltet bleibt und erst kurze Zeit vor der erwarteten Entnahme in den Morgenstunden das Umlaufsystem in Betrieb gesetzt wird. Es ist daraus ersichtlich, dass gerade in diesen Zeiten überhaupt kein Energieverlust aus dem Warmwasserspeicher verloren geht, da in diesem Zeitraum praktisch keine Warmwasserentnahme vorkommt.
Falls trotzdem einmal in der Nacht Warmwasser benötigt wird, so wird dieses über die Vorlaufleitung --2-- vom Warmwasserspeicher her zugeführt. Diese seltenen Einzelentnahmen zu ungewohnten Zeiten stehen jedoch in keinem Verhältnis zu der sonst erzielten Energieeinsparung.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 ist ein ähnlicher Aufbau wie bei Fig. 1 gegeben, wobei jedoch die Vorlaufleitung --2-- in mehrere Vorlaufleitungsabschnitte-2', 2"-- überführt. Ferner sind dann auch mehrere Abschnitte --3"-- vorgesehen, die dann in eine gemeinsame Rücklauf- leitung --3-- einmünden. Bei dieser Ausgestaltung sind ferner im Bereich der Verbraucherstellen Temperaturfühler --12-- vorgesehen, welche zu einer Steuereinrichtung --13-- führen. Mit dieser Steuereinrichtung --13-- ist ferner noch eine Zeitschaltuhr --9-- verbunden. Die Temperatur- fühler --12-- können beispielsweise in einem Bereich von 30 bis 55 C eingestellt werden,
wobei nach Erreichen einer Abnahmetemperatur im Bereich der Verbraucherstellen, welche die eingestellte Temperatur der Temperaturfühler --12-- übersteigt, die Umlaufpumpe --7-- abgeschaltet wird.
Es wird also dann das Umlaufsystem ausgeschaltet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn entsprechend grössere Wassermengen an den Verbraucherstellen entnommen werden, so dass also die Temperatur in der Vorlaufleitung --2-- einen entsprechenden Wert übersteigt, der über der normalen eingestellten Temperatur im Umlaufsystem liegt.
Bei der Ausgestaltung nach Fig. 2 ist auch gezeigt, dass die Zeitschaltuhr --9-- zusätzlich auf das Dreiwegeventil --6-- einwirken kann. Dieses Dreiwegeventil --6-- kann übrigens entweder
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als Regelventil auch eine Beimischung von Heisswasser über die Vorlaufleitung --2-- bis zur Erreichung einer bestimmten Temperatur im Umlaufsystem möglich ist.
Die Ausgestaltung gemäss Fig. 2 kann beispielsweise dann eingesetzt werden, wenn entsprechend weit voneinander angeordnete Verbraucherstellen oder Verbraucherstellengruppen vorgesehen sind, wie dies beispielsweise in einem Hotelbetrieb der Fall ist. In diesem Zusammenhang wäre es auch denkbar, mehrere getrennte Umlaufsysteme zu schaffen, wobei jedem dieser Umlaufsysteme eine getrennte Umlaufpumpe und auch getrennte Dreiwegeventile --6-- zugeordnet sind. Es bestünde dann auch die Möglichkeit, die einzelnen Umlaufsysteme auf unterschiedliche Umlauftemperaturen einzustellen, um dadurch den Erfordernissen bei den Verbraucherstellen Rechnung zu tragen.
Eine solche Ausgestaltung ist selbstverständlich nur durch die erfindungsgemässen Massnahmen möglich, wenn ein ausserhalb des Warmwasserspeichers --1-- sich befindliches Umlaufsystem geschaffen werden kann.
Es ist noch zu erwähnen, dass die erfindungsgemässen Massnahmen in einfacher Weise auch bei bestehenden Anlagen eingesetzt werden können, da ja die Vorlaufleitung --2-- und die Rücklaufleitung --3-- der bisher bereits üblichen Zirkulationsleitungen beispielsweise in einem Heizraum vorhanden sind. Es muss daher lediglich ein Dreiwegeventil --6-- eingesetzt werden sowie
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positiv aus. An der Verbraucherstelle steht sofort Warmwasser in der benötigten Temperatur zur Verfügung, ohne dass Kaltwasser beigemischt werden muss.
Beispielsweise zum Händewaschen oder Zähneputzen genügt die in der Vorlaufleitung --2-- vorhandene Wassermenge, so dass eine zusätzliche Einsparung von Wasser möglich ist, im Gegensatz zu bisher üblichen Zirkulationsleitungen, wo eben eine entsprechende Kaltwasserbeimengung erforderlich war, was praktisch einer Energievernichtung gleichkommt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Warmwasserleitungssystem mit wenigstens einer Vorlaufleitung zwischen einem Warmwasserspeicher bzw. einer Wasserheizeinrichtung und einer oder mehreren Verbraucherstellen sowie einer zur Erzeugung einer Zirkulation vorgesehenen Rücklaufleitung, welche im Bereich der Verbraucherstellen und im speichernahen bzw. heizeinrichtungsnahen Bereich in die Vorlaufleitung einmündet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorlaufleitung (2) und die Rücklaufleitung (3) und die Verbindungen im Bereich der Verbraucherstellen (4) und im speichernahen bzw. heizeinrichtungsnahen Bereich ein geschlossenes, ausserhalb des Warmwasserspeichers (1) bzw.
der Wasserheizeinrichtung sich befindliches Umlaufsystem bilden, wobei in Abhängigkeit von einer voreinstellbaren Temperatur im Umlaufsystem Warmwasser aus dem Warmwasserspeicher (1) bzw. der Wasserheizeinrichtung in das Umlaufsystem nachführbar ist.