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Die
Erfindung betrifft eine Anlage zum Erwärmen von Trinkwasser und zum
Abtöten
von Legionellen und anderen Keimen in diesem Trinkwasser mit einer
Kaltwasser-Zuleitung zu einem Desinfektionswasser-Kreislauf mit
einer Ladepumpe, einem Wassererwärmer
und einem Reaktionsvolumen sowie mit einem Zirkulationswasser-Kreislauf
mit einer Zirkulationspumpe, einer Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung
zu den Entnahmestellen und einer Trinkwarmwasser-Sammelleitung,
wobei außerdem
in die Anlage ein Vorwärmer/Rückkühler zum
Herabkühlen
des heißen,
desinfizierten Wassers, ein Trinkwarmwasserspeicher und eine Mischzone
eingebunden sind, die aus desinfiziertem Wasser aus dem Reaktionsvolumen
und Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung gebildet
ist.
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Eine
Anlage dieser Art ist in der
DE 10 2005 005 091 A1 offenbart (siehe unter
anderem
3 bis
6 sowie
9 bis
11 dieser
Druckschrift). Mit der darin offenbarten Anlage wurde das bis dato
bekannte Problem von Anlagen gemäß der
DE 42 35 038 C2 sowie der
nachahmenden Anlage
DE
203 00 715 U1 mit einer permanenten Einströmung zumindest
einer Teilwassermenge aus dem Zirkulationswasser-Kreislauf in den
Saugbereich der Ladepumpe dadurch behoben, daß die Trinkwarmwasser-Sammelleitung
des Zirkulationswasser-Kreislaufes durch eine Mischzone geleitet
ist, die zwischen dem Abgangsbereich aus dem Reaktionsvolumen und
dem Abgangsbereich aus dem Speichervolumen angeordnet ist, und sodann
die Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung des Zirkulationswasser-Kreislaufes
aus dieser Mischzone zu den Entnahmestellen herausgeführt ist.
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Durch
diese Anordnung wird abweichend von dem vorliegenden Stand der Technik
die Trinkwarmwasser-Sammelleitung nicht mehr mit dem Ansaugbereich
der Ladepumpe, sondern mit einer Mischzone zwischen dem Abgangsbereich
aus dem Reaktionsvolumen und dem Abgangsbereich aus dem Speichervolumen
verbunden. Durch die im Desinfektionswasser-Kreislauf permanent
vorhandene Förderleistung
der Ladepumpe sowie durch die im Zirkulationswasser-Kreislauf gegebene
Förderleistung
der Zirkulationspumpe wird das von den Entnahmestellen in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung zurückfließende Trinkwasser
sowohl mit heißem Austrittswasser
aus dem Speichervolumen als auch mit heißem Wasser aus dem Reaktionsvolumen
in der Mischzone gemischt. Gleichzeitig wird dadurch das im Desinfektionswasser-Kreislauf
aus dem Reaktionsvolumen und aus dem Speichervolumen austretende
Heißwasser
durch Mischung in der Mischzone mit abgekühltem Zirkulationswasser abgesenkt und
von der Zirkulationspumpe angesaugt. Dadurch wird je nach dem Verhältnis der
beiden Strömungsleistungen
von Ladepumpe und Zirkulationspumpe bereits eine Verringerung der
Heißwassertemperatur von
z. B. 65 °C
auf 60 °C
bewirkt.
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Trotz
dieser und weiterer Vorteile ist diese der vorliegenden Erfindung
nächstkommende
Trinkwasser-Anlage gemäß
DE 10 2005 005 091
A1 noch mit dem Nachteil behaftet, daß der Rückkühler
20 auf seiner
Heißwasserseite
zwar von Wasser aus dem Reaktionsvolumen, aber auf der anderen Seite
nur von dem zurückkehrenden,
abgekühlten
Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung beaufschlagt
ist und der Hauptrückkühler
23,
der auf seiner Heißwasserseite
zwar von Wasser aus der Mischzone hinter dem Reaktionsvolumen, aber
auf der anderen Seite von den bei Entnahmen nachströmenden Kaltwasserspitzenmengen
und/oder zurückkehrendem,
abgekühlten
Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung beaufschlagt
ist. Mit dem Rückkühler
20 allein
kann die Absenkung der Heißwassertemperatur
auf die Entnahmetemperatur nicht bei allen Anlagen und Betriebszuständen sichergestellt
werden. Geht man z. B. von einer Zirkulationswassermenge aus, die
z. B. bei 50 % der im Desinfektionswasser-Kreislauf strömenden Menge hegt
und von einer Temperatur des Reaktionsvolumens von 70 °C und einer
Temperatur des zurückkehrenden
Zirkulationswassers von 45 °C
aus, ergibt sich eine maximal mögliche
Abkühlung
von ca. 10 °C und
dadurch eine zu hohe Verteilungsabgangstemperatur von ca. 60 °C.
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Aus
diesem Grund ist für
Anlagen, bei denen ein energiesparender und gleichzeitig Verbrühungen ausschließender Betrieb
gewünscht
wird, der zweite Rückkühler 23 erforderlich.
Dieser wird aber nachteilig mit den bei Spitzenentnahmen auftretenden
Strömungsleistungen
beaufschlagt. Nach dieser Leistung muß die Größe dieses Rückkühlers ausgelegt werden.
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Hier
setzt nun die Erfindung ein. Dieser liegt die Aufgabe zugrunde,
eine Anlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die bei
weiterhin wirtschaftlichem Betrieb für alle denkbaren Anwendungsfälle
- 1. nur einen Vorwärmer/Rückkühler benötigt, der nicht mit den Spitzenentnahmeleistungen,
sondern nur mit den erheblich geringeren Strömungsleistungen im Desinfektionswasser-Kreislauf
belastet und damit die Investitionskosten herabgesetzt werden;
- 2. der Vorwärmer/Rückkühler im
Aufheizbetrieb immer nur mit einer größeren Temperaturdifferenz zwischen
der Kalt- und Heißwasserseite
beaufschlagt wird und angeboten werden kann;
- 3. die Aufheizleistung des Wassererwärmers immer zunächst vollständig zur
Aufheizung des Kaltwassers zur Verfügung steht.
- 4. der Trinkwarmwasser-Speicher in keinem Betriebszustand mit
Heißwasser,
sondern immer nur mit der Trinkwasser-Verteilungstemperatur belastet
wird;
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Ferner
soll die Anlage weiterhin einen Verbrühungsschutz an den Entnahmestellen
sicherstellen. Dabei soll ferner aus dem Reaktionsvolumen nur so
viel auf Desinfektionswassertemperatur erhitztes Wasser dem Vorwärmer/Rückkühler zufließen, daß stets
die erforderliche Reaktionszeit eingehalten wird.
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Diese
Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß der
Vorwärmer/Rückkühler auf
seiner Kaltwasserseite nur mit dem von der Ladepumpe angesaugtem
Kaltwasser und/oder kaltem Mischwasser und auf seiner Heißwasserseite
von Wasser aus dem Reaktionsvolumen oder aus der Mischzone beaufschlagt
ist und daß der
Trinkwarmwasserspeicher zwischen der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung
und der Kaltwasserleitung auf der Saugseite der Ladepumpe eingebunden
ist. Durch diese Beaufschlagung wird der Vorwärmer/Rückkühler nicht mehr mit den stark
schwankenden Spitzenentnahmemengen, sondern nur noch mit der deutlich niedrigeren
Wassermenge des Desinfektionswasser-Kreislaufes belastet. Schon
dadurch kann der Vorwärmer/Rückkühler erheblich
kleiner ausgebildet und entsprechende Investitionen eingespart werden.
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Außerdem ist
bei diesem Schaltungsprinzip auch sichergestellt, daß bei Zapfung
stets eine größere Temperaturspreizung
am Vorwärmer/Rückkühler vorhanden.
Das gleiche gilt auch bei Zapfruhe, weil auch dann bis zur vollständigen Aufheizung
stets entweder im Speicher gelagertes, noch nicht desinfiziertes
Kaltwasser den Vorwärmer/Rückkühler auf seiner
Kaltwasserseite oder Mischwasser auf seiner Heißwasserseite beaufschlagen.
Ferner wird erst bei vollständig
aufgeheiztem Trinkwarmwasserspeicher das Wasser aus dem Zirkulationswasser-Kreislauf erneut
von der Ladepumpe in den Desinfektionswasser-Kreislauf eingeschleust,
so daß bei
längerer Zapfruhe,
z. B. während
der Nachtzeiten, das gespeicherte Wasser immer wieder durch den
Desinfektionswasser-Kreislauf geschleust und somit eventuell vorhandene
Legionellen oder andere Keime abgetötet werden können.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Ausgangsleitung
des Vorwärmers/Rückkühlers auf
seiner Heißwasserseite
zu dem Trinkwarmwasserspeicher geführt, der wiederum mit der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung
zu den Entnahmestellen verbunden ist. Dadurch wird bei unterhalb
der Desinfektionswassermenge liegenden Zapfungen stets auch desinfiziertes
Trinkwarmwasser mit Trinkwarmwassertemperatur im Trinkwarmwasserspeicher
gespeichert, woraus es bei höherem
Zapfbedarf an den Entnahmestellen wieder zur Verfügung steht.
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Nach
einer ersten Alternative ist die Mischzone von heißem, desinfizierten
Wasser und abgekühltem,
zurückkehrenden
Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung in einem
Bereich zwischen dem Ausgang aus dem Reaktionsvolumen und einer
Zugangsleitung zur Heißwasserseite
des Vorwärmers/Rückkühlers angeordnet.
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Diese
Ausführungsform
hat einerseits den Vorteil, daß stets
immer wieder zurückkehrendes,
abgekühltes
Zirkulationswasser mit heißem,
desinfizierten Wasser aus dem Reaktionsvolumen gemischt und somit
in einem gewissen Temperaturbereich auch einer Desinfektionstemperatur
unterworfen wird, andererseits daß der Vorwärmer/Rückkühler dadurch mit einer geringeren
Temperatur auf der Heißwasserseite
belastet wird.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
ist die Mischzone von abgekühltem,
zurückkehrenden
Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung und heißem Wasser
aus dem Reaktionsvolumen oder von abgekühltem, desinfizierten Wasser aus
der Abgangsleitung aus dem Vorwärmer/Rückkühler oder
zum Trinkwarmwasserspeicher gebildet. Diese Mischzone hat ein deutlich
geringeres Temperaturniveau als die vorgenannte. Sie ist bevorzugt
für Anlagen,
in denen die Verteilungstemperatur mit 55 °C bis 60°C (DVGW-Betrieb) gefahren werden
soll, vorgesehen.
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Die
Ladepumpe ist vorteilhaft innerhalb des Desinfektionswasser-Kreislaufes
entweder in der Kaltwasserleitung oder in der Abgangsleitung des desinfizierten
Wassers aus dem Wassererwärmer oder
in der Abgangsleitung aus dem Reaktionsvolumen oder in der Verbindungsleitung
zwischen dem Vorwärmer/Rückkühler und
dem Wassererwärmer angeordnet.
Von diesen Möglichkeiten
ist eine Anordnung der Ladepumpe in den kälteren Wasserleitungen, sei
es in der Kaltwasserleitung oder in der Verbindungsleitung zwischen
Vorwärmer/Rückkühler und
Wassererwärmer
einer Anordnung auf der heißen
Seite wegen der geringeren thermischen Belastung vorzuziehen; jedoch
sollte eine Anordnung auf der heißen Wasserseite nicht ausgeschlossen
zu werden.
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Bei
sämtlichen
Ausführungsformen
wird für einen
Fachmann auf dem hier in Rede stehenden Fachgebiet der Abtötung von
Legionellen und anderen Keimen hinsichtlich der Ladepumpe und der
Zirkulationspumpe im Hinblick auf ihre umzuwälzenden Fördermengen, auf ihre Druckverluste
und Strömungswiderstände seine
obligatorische und damit selbstverständliche Forderung und Ausführung unterstellt,
daß eine
negative Beeinflussung der Ladepumpe und damit eine Beeinträchtigung
einer gesicherten Desinfektion nach Temperaturgröße und nach Zeitfaktor unterbunden
wird. Da eine gesicherte Desinfektion das Grundanliegen einer jeden
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anlage
ist, kommt dem Desinfektionswasser-Kreislauf Priorität vor dem
Zirkulationswasser-Kreislauf zu. Demzufolge ist in sämtlichen
Ausführungsbeispielen
die Zirkulationspumpe auf ihrer Druckseite vorteilhaft mit einem,
den Weg in Richtung durch sie sperrenden Rückflußverhinderer versehen.
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Ferner
ist im Desinfektionswasser-Kreislauf entweder eine nach Desinfektionstemperatur
und Desinfektionszeit definierte Lademenge sicherstellendes Drosselorgan
angeordnet, welches sowohl ein Wassermengenbegrenzer als auch ein
Drosselventil sein kann.
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Das
Drosselorgan in Form eines Wassermengenbegrenzers oder Mengenregelventils
wird vorteilhaft in Strömungsrichtung
hinter der Ladepumpe und damit auf ihrer Druckseite angeordnet.
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Nach
einer weiteren Ausführungsform
kann die Ladepumpe mit einem Drehzahlregler versehen werden, der
von einem Fühler
in der Abgangsleitung aus dem Wassererwärmer geregelt ist. Stellt dieser Fühler eine
nicht der Desinfektionstemperatur entsprechende Temperatur am Ausgang
des Wassererwärmers
fest, wird die Drehzahl der Ladepumpe reduziert, worauf die vom
Vorwärmer/Rückkühler zum Wassererwärmer herangeführte, zu
desinfizierende Wassermenge vermindert und somit die gewünschte Desinfektionstemperatur
erreicht wird.
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Ein
zweiter Wassermengenbegrenzer bzw. ein zweites Mengenregelventil
kann in Strömungsrichtung
hinter der Zirkulationspumpe in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung
vorgesehen werden. Beide Wassermengenbegrenzer bewirken einerseits, daß nur so
viel Wasser in den Wassererwärmer
gelangen kann, wie dieser in der Lage ist, auf die gewünschte Desinfektionstemperatur
zu erhitzen. Die beiden Wassermengenbegrenzer oder ein äquivalentes
Drosselorgan, allein oder in Verbindung mit dem Drehzahlregler der
Ladepumpe erfüllen
darüber
hinaus den Zweck, das zu desinfizierende Wasser nur mit einer solchen
Geschwindigkeit durch das Reaktionsvolumen zu leiten, daß bei jeder
Betriebssituation die gewünschte
Desinfektionszeit sichergestellt bleibt.
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Zur
Regelung der Temperatur in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung
zwischen der ersten Abgangsleitung aus dem Reaktionsvolumen und
der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung ein Drei-Wege-Ventil angeordnet,
dessen erster Weg mit heißen Abgangsleitung
aus dem Reaktionsvolumen, dessen zweiter Weg mit einer Verlängerung
der Abgangsleitung zum Vorwärmer/Rückkühler und
dessen dritter Weg über
eine Bypaßleitung
mit der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung verbunden ist.
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Nach
einer zweiten vorteilhaften Ausführungsform
ist zur Regelung der Temperatur in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung
zwischen der Kaltwasserleitung zum Vorwärmer/Rückkühler und der Verbindungsleitung
zum Wassererwärmer
ein Drei-Wege-Ventil vorgesehen, dessen erster Weg mit dem Ausgang
des Vorwärmers/Rückkühlers, dessen zweiter
Weg mit der Verbindungsleitung zu dem Wassererwärmer und dessen dritter Weg über eine
Bypaßleitung
mit der Kaltwasserleitung zum Vorwärmer/Rückkühler verbunden ist. Diese Ausführungsform
ist zeichnerisch nicht dargestellt.
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Nach
einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in
der Trinkwarmwasser-Sammelleitung ein Drei-Wege-Ventil angeordnet,
dessen erster Weg mit der Trinkwarmwasser-Sammelleitung, dessen
zweiter Weg mit der Abgangsleitung aus dem Reaktionsvolumen und
dessen dritter Weg über
eine Bypaßleitung
sowie über
einen Rückflußverhinderer mit
der Kaltwasserleitung zur Ladepumpe verbunden ist. Alternativ kann
der zweite Weg auch mit der Trinkwarmwasser-Abgangsleitung des Rückkühlers zum
Trinkwarmwasserspeicher verbunden sein.
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Dieses
Drei-Wege-Ventil in der Trinkwarmwasser-Abgangsleitung ist vorteilhaft
von einem Fühler
in der Kaltwasser-Eintritts-/Austritts vom und zum Trinkwarmwasserspeicher
geregelt. Zeigt dieser Fühler
eine Temperatur von Kaltwasser an, soll in der Trinkwarmwasser-Abgangsleitung
der erste Weg zur Mischzone weiter bis voll geöffnet und der dritte Weg zur
Kaltwasserleitung geschlossen werden. Zeigt dieser Fühler hingegen
die Trinkwarmwassertemperatur an und somit einen aufgeheizten Trinkwarmwasserspeicher
an, kann das gesamte Zirkulationswasser zur Desinfektion von der
Ladepumpe über
die Bypaßleitung
in die Kaltwasserleitung gesaugt und anschließend über den Vorwärmer/Rückkühler zum Wassererwärmer gepumpt
werden.
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Dabei
versteht es sich, daß das
jeweilige Drei-Wege-Ventil entweder als Mischventil oder als Wasserverteilventil
ausgebildet und entsprechend angeordnet sein kann.
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Um
die aus dem Stadtwassernetz in die Kaltwasserleitung gelangenden
Legionellen oder anderen Keime bereits vor der thermischen Desinfektion zu
reduzieren und damit einer Vordesinfektion zu unterziehen oder das
gesamte Verteilungssystem bei einer festgestellten Verkeimung einer
zusätzlichen Desinfektion
zu unterziehen, ist vorteilhaft in der Kaltwasserleitung zu dem Vorwärmer/Rückkühler eine chemische
Desinfektionseinrichtung eingebunden.
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Weiterhin
erweist es sich als besonders vorteilhaft innerhalb des Desinfektionswasser-Kreislaufes
in der Kaltwasserleitung zum Vorwärmer/Rückkühler eine Entkalkungseinrichtung
vorzusehen, um somit den vollen Wärmetransport sowohl im Vorwärmer/Rückkühler als
auch im anschließenden
Wassererwärmer
zu gewährleisten
und die Rohre zu diesem Zweck von wärmedämmenden Kalkablagerungen freizuhalten.
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Alternativ
und mit unterschiedlichen Vorteilen versehen kann das Reaktionsvolumen
und das Speichervolumen in einem oder mehreren getrennten Behältern oder
in einem oder mehreren gemeinsamen Behältern angeordnet sein.
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Mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anlage,
bei welcher das Reaktionsvolumen und das Speichervolumen in getrennten
Behältern
angeordnet sind,
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2 eine
zweite Ausführungsform
der Anlage, bei welcher das Reaktionsvolumen und das Speichervolumen
in einem gemeinsamen Behälter untergebracht
sind,
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3 eine
dritte Ausführungsform
der Anlage mit zwei getrennten Behältern für Reaktionsvolumen und Speichervolumen
sowie einem in Fließrichtung
hinter der Zirkulationspumpe angeordneten Rückflußverhinderer sowie mit einem
in Fließrichtung hinter
der Ladepumpe angeordneten Drosselorgan,
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4 eine
vierte Ausführungsform
gemäß 1,
jedoch mit einem in Förderrichtung
hinter der Zirkulationspumpe angeordneten Rückflußverhinderer sowie einer Ladepumpe
mit einem Drehzahlregler, der von einem Fühler in der Austrittsleitung
aus dem Wassererwärmer
geregelt wird,
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5 eine
fünfte
Ausführungsform
die über 1 hinaus
in Förderrichtung
der Zirkulationspumpe einen Rückflußverhinderer
sowie auf der Heißwasserseite
des Vorwärmers/Rückkühlers ein Drei-Wege-Ventil
aufweist,
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6 eine
sechste Ausführungsform,
die im wesentlichen der Ausführungsform
der 5 entspricht, jedoch mit der Änderung der Anbindung der Trinkwarmwasser-Sammelleitung
an die Austrittsleitung aus dem Vorwärmer/Rückkühler zur Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung,
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7 eine
siebte Ausführungsform
einer Anlage, die im wesentlichen der Anlage von 5 entspricht,
jedoch mit einem zusätzlichen
Drei-Wege-Ventil in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung mit einem
Anschluß an
den Austritt aus dem Reaktionsvolumen und einem weiteren Anschluß an eine
Bypaßleitung
mit Rückflußverhinderer
zur Kaltwasserleitung,
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8 eine
achte Ausführungsform
einer Anlage gemäß 7,
jedoch mit der Änderung
des zweiten Weges des Drei-Wege-Ventils in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung
und dessen Weiterführung
zum heißen
Anschluß aus
dem Vorwärmer/Rückkühler,
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9 eine
neunte Ausführungsform,
bei welcher über 7 hinaus
auf der Druckseite der Ladepumpe vor dem Rückkühler in der Kaltwasserleitung
sowohl ein Drosselorgan als auch eine Wasserbehandlungseinrichtung
angeordnet sind,
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10 eine
zehnte Ausführungsform,
bei welcher über
die Anlage gemäß 9 hinaus
in der Kaltwasserzuleitung ein Sicherheitsventil angeordnet ist,
mit welchem die Kaltwasserzufuhr zum Trinkwarmwasserspeicher von
einem Fühler
in der heißen Speichereingangsleitung
geregelt ist.
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Bei
sämtlichen
zehn Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Anlage 1 ist
stets der Desinfektionswasser-Kreislauf mit 2 und der Zirkulationswasser-Kreislaufes
mit 3 bezeichnet.
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Der
Desinfektionswasser-Kreislauf 2 weist eine Ladepumpe 4,
einen Wassererwärmer 5 und
ein Reaktionsvolumen 6 auf.
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Der
Zirkulationswasser-Kreislaufes 3 beinhaltet eine Zirkulationspumpe 7,
eine Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 zum Trinkwarmwasserspeicher
und zu den Entnahmestellen 9 und eine Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10.
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Bei
sämtlichen
Ausführungsformen
ist darüber
hinaus zwischen der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 und
der Kaltwasserleitung 11 der Trinkwarmwasserspeicher 12 angeordnet.
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Weiterhin
weist die Anlage 1 zum Herunterkühlen des heißen, desinfizierten
Wassers aus dem Reaktionsvolumen 6 einen Vorwärmer/Rückkühler 13 sowie
eine Mischzone 14 auf, die aus desinfiziertem Wasser aus
dem Reaktionsvolumen 6 und aus Zirkulationswasser aus der
Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 gebildet ist.
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Erfindungsgemäß wird der
Vorwärmer/Rückkühler 13 auf
seiner Kaltwasserseite mit den Anschlüssen 15, 16 von
durch die Ladepumpe 4 angesaugtem Kaltwasser und/oder Mischwasser
und auf seiner Heißwasserseite
mit den Anschlüssen 17, 18 von
Wasser aus dem Reaktionsvolumen 6 oder aus der Mischzone 14 beaufschlagt.
Diese Konstellation ist bei sämtlichen
Ausführungsformen
gleich. Dabei betrifft die Beaufschlagung der Kaltwasserseite mit Kaltwasser
die Ausführungsformen
der 1 bis 6 und die Beaufschlagung mit
Kalt- und/oder Mischwasser die Ausführungsformen der 7 bis 10.
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Darüber hinaus
wird bei sämtlichen
Ausführungsformen
die für
einen Fachmann auf diesem Fachgebiet obligatorische Selbstverständlichkeit
unterstellt, daß die
Ladepumpe 4 und die Zirkulationspumpe 7 im Hinblick
auf ihre umzuwälzenden
Fördermengen,
auf ihre Druckverluste und Strömungswiderstände derart
ausgelegt sind, daß eine
negative Beeinflussung der Ladepumpe 4 und damit eine Beeinträchtigung
einer gesicherten Desinfektion nach Temperaturgröße und Zeitfaktor unterbleibt.
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Weiterhin
werden zur eindeutigen Zuordnung Zugangs- und Abgangsleitung anhand
der 1 wie folgt definiert:
Die Leitung zwischen
dem Anschluß 18 des
Vorwärmers/Rückkühlers 13 und
den Entnahmestellen 9 wird als Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 bezeichnet.
Die Leitung zwischen den Entnahmestellen 9 und dem Reaktionsvolumen 6 ist
die Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10.
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Die
Leitung der Kaltwasserzufuhr aus dem städtischen Trinkwassernetz bis
zum Anschluß 15 des
Vorwärmers/Rückkühlers 13 wird
durchgehend Kaltwasserleitung 11 genannt.
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Die
Leitung zwischen dem Austritt 19 aus dem Reaktionsvolumen 6 und
dem Anschluß 17 auf der
Heißwasserseite
des Vorwärmers/Rückkühlers 13 wird
als Austrittsleitung 20 aus dem Reaktionsvolumen 6 definiert.
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Die
Leitung zwischen dem Ausgang 21 aus dem Wassererwärmer 5 und
dem Eintritt 22 in das Reaktionsvolumen 6 wird
durchgehend Eintrittsleitung 23 in das Reaktionsvolumen 6 genannt.
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Ferner
wird die Leitung zwischen dem Austrittsanschlug 16 aus
dem Vorwärmer/Rückkühler 13 und
dem Eintrittsanschluß 24 in
den Wassererwärmer 5 als
Verbindungsleitung 25 bezeichnet.
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Die
Leitung zwischen der Abzweigung 26 aus der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 und dem
Eintritt 27 des desinfizierten Wassers in den Trinkwarmwasserspeicher 12 wird
als Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austritts 28 definiert.
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Die
Leitung zwischen dem Austritt 29 aus dem Trinkwarmwasserspeicher 12 und
der Abzweigungsstelle 30 aus der Kaltwasserleitung 11 wird
als Kaltwasser-Eintritts-/Austritts 31 in den Trinkwarmwasserspeicher 12 bezeichnet.
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Die
Erhitzungsvorlaufleitung 33 des Erhitzungsmediums wird über den
Anschluß 32 in
den Wassererwärmer 5 und über den
Austrittsanschluß 34 in
die Erhitzungs-Rücklaufleitung 35 aus
dem Wassererwärmer 5 herausgeführt. Das
in der Erhitzungsvorlaufleitung 33 angeordnete Ventil 36 wird über einen
Stellmotor M und einen Fühler 37 in
der Eintrittsleitung 23 in das Reaktionsvolumen 6 derart geregelt,
daß am
Austritt 21 aus dem Wassererwärmer 5 stets die gewünschte Desinfektionstemperatur sichergestellt
ist.
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Die
vorstehenden Bezeichnungen werden durchgehend für sämtliche nachfolgenden Ausführungsbeispiele übernommen.
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An
der Kaltwasser-Eintritts-/Austritts 31 zum Trinkwarmwasserspeicher 12 ist
ein Doppelpfeil eingezeichnet, der besagt, daß das kalte und nicht desinfizierte
Wasser, welches bei Entnahmen über
die Förderleistung
der Ladepumpe 4 hinausgeht nicht in den Desinfektionswasser-Kreislauf 2 eingeschleust wird,
um eine gesicherte Desinfektion nach Temperatur und Desinfektionszeit
nicht zu gefährden.
Es wird dann deshalb im unteren Teil des Trinkwarmwasserspeichers 12 eingelagert,
um erst bei Zapfruhe oder bei Entnahmeleistungen die unterhalb der
Desinfektionsleistung liegen, von der Ladepumpe 4 angesaugt
und in den Desinfektionswasser-Kreislauf 2 geschleust zu
werden.
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Dies
vorausgeschickt unterscheiden sich die nachfolgend zu beschreibenden
Ausführungsformen gemäß den 2 bis 10 von
der gemäß 1 durch
folgende Änderungen
bzw. Ergänzungen,
wobei übereinstimmende
Teile stets mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet worden sind:
Beim
zweiten Ausführungsbeispiel
gemäß 2 ist das
Reaktionsvolumen 6 und das Volumen des Trinkwarmwasserspeichers 12 in
einem gemeinsamen Behälter
angeordnet, was den Investitionsaufwand vermindert.
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Das
dritte Ausführungsbeispiel
gemäß 3 unterscheidet
sich vom ersten Ausführungsbeispiel der 1 dadurch,
daß in
Förderrichtung
der Zirkulationspumpe 7 in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 ein
Rückflußverhinderer 38 und
in der Kaltwasserleitung 11 auf der Druckseite der Ladepumpe 4 ein
Drosselorgan 39 angeordnet ist, welches aus einem Wassermengenbegrenzer
oder aus einem anderen Drosselfunktionen durchführenden Ventil bestehen kann.
Dieses Drosselorgan 39 hat die Funktion, nur so viel Kaltwasser über die
Kaltwasserleitung 11 in den Vorwärmer/Rückkühler 13 und von dort über die
Verbindungsleitung 25 zum Wasserwärmer 5 gelangen zu
lassen, wie der Wassererwärmer 5 an seinem
Ausgang 21 auf die gewünschte
Desinfektionstemperatur erhitzen kann und gleichzeitig die Einwirkzeit
im Reaktionsvolumen nicht unterschritten wird.
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Das
vierte Ausführungsbeispiel
gemäß 4 unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel der 1 dadurch,
daß einerseits
in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 auf der Druckseite
der Zirkulationspumpe 7 ein Rückflußverhinderer 38 angeordnet
und die Ladepumpe 4 mit einem Drehzahlregler 40 versehen
ist, der von einem Fühler 41 in
der Eintrittsleitung 23 zum Reaktionsvolumen 6 geregelt wird.
Sollte die Temperatur am Ausgang 21 des Wassererwärmers 5 geringer
als die gewünschte
Desinfektionstemperatur sein, wird die Drehzahl der Ladepumpe 4 über den
Drehzahlregler 40 herabgesetzt, wodurch sich die geförderte Wassermenge
in der Kaltwasserleitung 11 entsprechend vermindert und somit
die gewünschte
Desinfektionstemperatur bei 21 erreicht werden kann. Sämtliche
anderen Teile sind identisch mit dem Ausführungsbeispiel der 1 und
daher mit identischen Bezugsziffern versehen.
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Die
fünfte
Ausführungsform
gemäß 5 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
gemäß 1,
daß einerseits
in die Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 auf der Druckseite
der Zirkulationspumpe 7 ein Rückflußverhinderer 38 sowie
andererseits in der Austrittsleitung 20 aus dem Reaktionsvolumen 6 ein
Drei-Wege-Ventil 42 angeordnet ist. Dieses Drei-Wege-Ventil 42 ist
zur Regelung der Trinkwarmwasser-Abgangstemperatur aus dem Vorwärmer/Rückkühler 13 über den
Anschluß 18 mit
der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 sowie mit der heißen Austrittsleitung 20 aus
dem Reaktionsvolumen 6 und der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 mit
abgekühltem
Trinkwarmwasser aus dem Vorwärmer/Rückkühler 13 verbunden.
Zu diesem Zweck ist der erste Weg A dieses Drei-Wege-Ventils 42 mit
der heißen
Austrittsleitung 20 aus dem Reaktionsvolumen 6,
dessen zweiter Weg B mit einer Verlängerung 45 der Leitung 20 zum
Anschluß 17 des
Vorwärmer/Rückkühlers 13 und
dessen dritter Weg C über eine
Bypaßleitung 43 mit
der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 verbunden. Über den Fühler 44 in der
Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 wird dieses Drei-Wege-Ventil 42 derart
geregelt, daß in
der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 stets Trinkwasser
mit der gewünschten
Trinkwarmwassertemperatur von z. B. 50 °C zur Verfügung steht.
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Das
sechste Ausführungsbeispiel
gemäß 6 unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel gemäß 5 dadurch,
daß die
Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 nicht – wie bei 5 – an die heiße Austrittsleitung 20 aus
dem Reaktionsvolumen 6, sondern an dieser vorbeigeführt und
an die Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 hinter dem
Anschluß 18 des
Vorwärmers/Rückkühlers 13 angebunden
ist. Dadurch entstehen zwei Mischzonen 14, und zwar einmal
hinter dem Anschluß 18 auf
der Heißwasserseite
des Vorwärmers/Rückkühlers 13 und
ein weiteres Mal zwischen Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 und
der Bypaßleitung 43.
In jedem Fall wird eine Mischzone aus desinfiziertem Wasser aus dem
Reaktionsvolumen 6, das in dieser Mischzone 14 allerdings
nunmehr durch den Vorwärmer/Rückkühler 13 bereits
heruntergekühlt
ist, aus Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 gebildet.
Dadurch wird der Vorwärmer/Rückkühler 13 nicht
mehr mit der Zirkulationswassermenge belastet. Diese Ausführung eignet
sich jedoch in der Regel nur für
Anlagen bei denen die Verteilungstemperatur in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 entsprechend
den DVGW-Forderungen mit mindestens +55 °C betrieben werden soll.
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Das
siebte Ausführungsbeispiel
gemäß 7 unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel der 5 dadurch,
daß in
der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 ein Drei-Wege-Ventil 46 angeordnet
ist, dessen erster Weg A mit der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 mit
dem abgekühlten
Zirkulationswasser, dessen zweiter Weg B mit der Abgangsleitung 20 des
heißen,
desinfizierten Wassers hinter dem Abgang 19 aus dem Reaktionsvolumen 6 und
dessen dritter Weg C über
eine Bypaßleitung 47 sowie über einen
Rückflußverhinderer 48 mit
der Kaltwasserleitung 11 zur Ladepumpe 4 verbunden ist.
Dieses Drei-Wege-Ventil 46 wird von einem Fühler 49 geregelt,
der sich in der Kaltwasser-Eintritts-/Austritts 31 zum
Trinkwarmwasserspeicher 12 befindet. Mit dieser Regelung
ist es sichergestellt, daß die
vollständige
Desinfektion des Zirkulationswasserstroms immer erst dann erfolgt,
wenn vorher noch nicht desinfiziertes, im Trinkwarmwasserspeicher 12 zwischengelagertes
Kaltwasser im Desinfektionswasser-Kreislauf 2 vollständig aufgeheizt
und desinfiziert werden soll. Sobald der Fühler 49 in der Leitung 31 Trinkwarmwassertemperatur
registriert, ist der Trinkwarmwasserspeicher 12 mit desinfiziertem
Trinkwasser von Trinkwarmwassertemperatur gefüllt. Erst danach wird zurückkehrendes,
abgekühltes
Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 über den
Rückflußverhinderer 48 und
die Bypaßleitung 47 – von der
Ladepumpe 4 angesaugt und über den Vorwärmer/Rückkühler 13 zur
vollständigen
Desinfektion in den Wassererwärmer 5 gedrückt. Dann
wird der Weg B gedrosselt oder geschlossen und der Weg C des Drei-Wege-Ventils 46 weiter
oder ganz geöffnet
werden, um somit das Wasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 über die
Bypaßleitung 47 von
der Ladepumpe 4 ansaugen zu lassen und über den Vorwärmer/Rückkühler 13 zur
erneuten Desinfektion in den Wassererwärmer 5 zu drücken. Dadurch
können,
immer dann wenn der Trinkwarmwasserspeicher 12 aufgeheizt ist,
die im Zirkulationswasser-Kreislauf 3 eventuell neu gebildeten
Legionellen oder sonstigen Keime sowohl nach Desinfektionstemperatur
und Desinfektionszeit einer vollständigen Desinfektion unterzogen werden.
Dies trifft nicht nur in der Nacht zu, sondern auch am Tage, wenn
der Trinkwarmwasserspeicher 12 vollständig aufgeheizt und die Entnahmeleistungen
geringer als die Desinfektionsleistungen sind. Davon bleibt die
Regelungsmöglichkeit
der Trinkwarmwasserabgangstemperatur in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 mittels
Drei-Wege-Ventils 42 unberührt.
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Die
achte Ausführungsform
gemäß 8 unterscheidet
sich von der siebten Ausführungsform gemäß 7 lediglich
dadurch, daß das
Drei-Wege-Ventil 46 mit seinem zweiten Weg B nicht wie
bei 7 mit der Abgangsleitung 20 hinter dem
Austritt 19 aus dem Reaktionsvolumen 6 verbunden
ist, sondern nunmehr über
die weiterführende
Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 mit dem Anschluß 18 aus dem
Vorwärmer/Rückkühler 13 zur
Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 verbunden und nachfolgend zur
Bypaßleitung 43 des
Weges C des Drei-Wege-Ventils 42 geführt ist. Dadurch entstehen
wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß 6 zwei
Mischzonen 14.
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Die
neunte Ausführungsform
gemäß 9 unterscheidet
sich von der Ausführungsform
gemäß 7 dadurch,
daß auf
der Druckseite der Ladepumpe 4 in der Kaltwasserleitung 11 hintereinander
ein Drosselorgan 39 und eine Entkalkungseinrichtung 50 angeordnet
sind. Das Drosselorgan 39 kann von einem Wassermengenbegrenzer
oder einem drosselbaren Durchgangsventil mit veränderbarem Strömungsquerschnitt
gebildet werden, um von der Ladepumpe 4 nur soviel Wasser über den
Vorwärmer/Rückkühler 13 dem
Wassererwärmer 5 zuzuführen, wie
dieser 5 in der Lage ist, auf Desinfektionstemperatur zu
erhitzen. Das Drosselorgan 39 wurde bereits zum Ausführungsbeispiel
der 3 beschrieben. Der Entkalkungseinrichtung 50 in
der Kaltwasserleitung 11 kommt die Funktion zu, das im
Kaltwasser enthaltene Kalziumkarbonat herauszufiltern, um die Wärmeübertragungsflächen des
Vorwärmers/Rückkühlers 13 und
des Wassererwärmers 5 weitgehend
von Ablagerungen auf den Rohrflächen freizuhalten
und somit eine gleichbleibende Wärmedurchgangszahl
sicherzustellen.
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Sämtliche
anderen Teile und Leitungen entsprechen der Ausführungsform der 7 und
sind daher mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
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Das
zehnte Ausführungsbeispiel
gemäß 10 unterscheidet
sich vom Ausführungsbeispiel der 9 dadurch,
daß in
der Kaltwasserleitung 11 in Strömungsrichtung vor der Kaltwasser-Eintritts-/Austritts 31 vom
Trinkwarmwasserspeicher 12 ein Durchflußventil 51 angeordnet
ist, dessen Durchfluß durch Kaltwasserleitung 11 über einen
Fühler 52 in
der Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austritts 28 geregelt ist. Dadurch
wird ein zusätzliches
Sicherheitselement geschalten, um bei Ausfall oder Verringerung
der Heißwasserversorgung
aus der Leitung 33 von der Ladepumpe 4 nur soviel
Kaltwasser über
die Kaltwasserleitung 11 ansaugen zu lassen und über den Vorwärmer/Rückkühler 13 zum
Wassererwärmer 5 zu
leiten, wie dieser 5 in der Lage ist, es auf eine gesicherte
Desinfektionstemperatur zu erhitzen. Demzufolge wird bei einem Abfall
der gewünschten
Trinkwarmwassertemperatur in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 das
Durchflußventil 51 stärker gedrosselt
und umgekehrt, bei gleichbleibender, gewünschter Trinkwarmwassertemperatur
in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 und damit in Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austritts 28 stärker geöffnet.
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Weiterhin
ist auf der Druckseite der Ladepumpe 4 hinter dem Drosselorgan 39 nunmehr
eine chemische Desinfektionseinrichtung 50 eingefügt, um an
dieser Stelle die bei Ausfall der Anlage oder anderen Störungen obligatorisch
in der Kaltwasserleitung 11 aus dem Stadtwassernetz herangeführten Legionellen
und sonstigen Keime zusätzlich
reduzieren zu können.
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Ansonsten
stimmen sämtliche
weiteren Elemente mit denen der 9 überein und
sind daher ebenfalls mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
-
Zur
Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austrittsleitung 28 sei noch
die Selbstverständlichkeit
erwähnt, daß auch diese
Leitung 28 mit einem Doppelpfeil versehen werden müßte, da über die
Leitung 28 nicht nur desinfiziertes Trinkwarmwasser eintritt,
sondern bei Spitzenbedarf auch wieder austritt.
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Der
Kern der Erfindung beruht bei sämtlichen Ausführungsformen
in der drastischen Verkleinerung des Vorwärmers/Rückkühlers 13 gegenüber den
entsprechenden Rückkühlern nach
dem Stand der Technik, weil dieser 13 gemäß der Erfindung
auf der Kaltwasserseite mit den Anschlüssen 15, 16 stets
nur von der Strömungsmenge
des Desinfektionswasser-Kreislaufes 2 und dort auf der
Eintrittsseite mit Kaltwasser mit einer Temperatur von 10 °C und auf seiner
Trinkwarmwasseraustrittsseite mit den Anschlüssen 17, 18 entweder
mit heißem,
desinfizierten Wasser aus dem Reaktionsvolumen 6 mit einer
Temperatur von 70 °C
oder von Mischwasser aus der Mischzone 14 mit einer Temperatur
von beispielsweise 57 °C
beaufschlagt ist, woraus sich zwischen der Heißwasserseite 17, 18 und
der Kaltwasserseite 15, 16 des Vorwärmer/Rückkühlers 13 entsprechend große Temperaturspreizungen
von 60 °C
bzw. von 47 °C
ergeben.
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Weiterhin
ist die Anbindung des Trinkwarmwasserspeichers 12 zwischen
der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 und der Kaltwasserleitung 11 erfindungswesentlich,
weil nunmehr bei stets gleichbleibender Förderleistung der Ladepumpe 4 und
somit bei konstanter Desinfektion nach Desinfektionstemperatur und
Zeit sowie auch bei Spitzenentnahmen an den Entnahmestellen 9 der
Trinkwarmwasserspeicher 12 nur mit Trinkwasser mit Trinkwarmwassertemperatur
und nicht mit der Desinfektionstemperatur beaufschlagt wird.
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Ferner
zeichnet sich die Erfindung durch ebenso vielfältige, wie einfache und robuste
Regelungsmöglichkeiten
mittels der Drei-Wege-Ventile 42 und 46 sowie
des Durchgangsventils 51 und des Drosselorgans 39 in
der Kaltwasserleitung 11 aus. Dadurch kann einer Vielzahl
von Einbau- und Betriebssituationen sowie zwischen Zapfruhe und
Spitzenentnahmen an den Entnahmestellen 9 entsprochen werden.
Dementsprechend einfach gestalten sich auch die Rohrleitungsverbindungen
zwischen dem Vorwärmer/Rückkühler 13,
dem Wassererwärmer 5 sowie
dem Reaktionsvolumen 6 und dem Trinkwarmwasserspeicher 12.
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Anhand
der einfachsten Ausführungsform gemäß der 1 soll
nachfolgend der Betrieb der erfindungsgemäßen Anlage bei unterschiedlichen
Betriebssituationen beschrieben werden:
Das in der Kaltwasserleitung 11 von
der Ladepumpe 4 angesaugte, kalte Wasser aus dem Stadtwassernetz,
das obligatorisch Legionellen und sonstige Keime enthält, wird
von der Ladepumpe 4 an der Anschlussstelle 15 in
den Vorwärmer/Rückkühler 13 gedrückt, indem
es von dem über
die Austrittsleitung 20 aus dem Reaktionsvolumen 6 über den
Anschluß 17 einströmende, heiße, desinfizierte
Wasser von 70 °C vorgewärmt wird.
Das heiße
Wasser aus der Leitung 20 verläßt den Vorwärmer/Rückkühler 13 am Anschluß 18 mit
Trinkwarmwassertemperatur von z. B. +50 °C in die Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8. Das
vorgewärmte
Kaltwasser verläßt den Vorwärmer/Rückkühler 13 an
dem Anschluß 16 in
die Verbindungsleitung 25 zum Anschluß 24 in den Wassererwärmer 5.
Dort wird es auf die erforderliche Desinfektionstemperatur von 70 °C erhitzt
und über
die Eintrittsleitung 23 in das Reaktionsvolumen 6 geleitet.
Im Reaktionsvolumen 6 wird das auf Desinfektionstemperatur
erhitzte Trinkwasser der erforderlichen Desinfektionszeit unterworfen.
Am Austritt 19 aus dem Reaktionsvolumen 6 ist
das ehemalige Kaltwasser 11 stets sowohl nach Desinfektionstemperatur
und Desinfektionszeit desinfiziert und gelangt von dort in die Mischzone 14.
In der Mischzone 14 mischt sich dieses heiße, desinfizierte
Wasser von 70 °C aus
dem Reaktionsvolumen 6 mit dem über die Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 zurückkehrenden, abgekühlten Zirkulationswasser
von 45 °C
bei gleichen Wassermengen auf eine Mischtemperatur von 57,5 °C. Dieses
Mischwasser gelangt über
die Austrittsleitung 20 zum Vorwärmer/Rückkühler 13, in dem es
das über
die Leitung 11 herangeführte
Kaltwasser vorwärmt
und dabei selbst auf Trinkwarmwassertemperatur um 50 °C heruntergekühlt in die Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 gedrückt wird. Von
der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 gelangt das vollständig desinfizierte
und auch auf Trinkwarmwassertemperatur herabgekühlte, frische Trinkwasser zum
einen Teil über
die weiterführende
Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 zu den Entnahmestellen 9 und
zum anderen Teil über
den Abzweig 26 und die Leitung 28 in den Eintritt 27 des
Trinkwarmwasserspeichers 12, in dem es vom Eintritt 27 sukzessiv
nach unten geschichtet wird.
-
Bei
großen
Entnahmemengen an den Entnahmestellen 9 wird eine entsprechend
große
Menge an Kaltwasser über
die Leitung 11 herangeführt
werden. Von dieser Kaltwassermenge kann jedoch von der Ladepumpe 4 nur
soviel über
die weiterführende Kaltwasserleitung 11 in
den Vorwärmer/Rückkühler 13 gedrückt werden,
wie später
der Wassererwärmer 5 auf
Desinfektionstemperatur zu erhitzen in der Lage ist. Die darüber hinausgehende
Kaltwassermenge wird über
die Abzweigstelle 30 und über die Leitung 31 sowie über den
Kaltwassereintritt 29 in dem unteren Teil des Trinkwarmwasserspeichers 12 zwischengelagert.
-
Im
folgenden sollen nunmehr zwei völlig
unterschiedliche Betriebszustände
betrachtet werden:
-
a) bei Zapfruhe:
-
In
diesem Betriebszustand wird an den Entnahmestellen 9 kein
Wasser entnommen. Ein solcher Betriebszustand ist häufig auch
am Tage, insbesondere aber in den Nachtstunden anzutreffen. In dieser Zeit
kann das im unteren Teil des Trinkwarmwassererwärmers 12 eingelagerte,
kalte, noch nicht desinfizierte Wasser über den Anschluß 29 und
die Leitung 31 an der Abzweigstelle 30 von der
Ladepumpe 4 angesaugt und über die weiterführende Kaltwasserleitung 11 in
den Vorwärmer/Rückkühler 13 gedrückt werden.
Dort wird dieses z. B. 10 °C
kalte Wasser mit dem heißen,
auf Desinfektionstemperatur von z. B. 70 °C erhitzte aus der Austrittsleitung 20 aus
dem Reaktionsvolumen 6 bei gleichen Wassermengen auf ca.
40 °C vorgewärmt. Dieses
vorgewärmte
Kaltwasser, das immer noch nicht desinfiziert ist, wird über die
Verbindungsleitung 25 und Anschluß 24 in den Wassererwärmer 5 gedrückt, in
dem es auf Desinfektionstemperatur von 70 °C erhitzt wird und diesen an der
Austrittsstelle 21 wieder verläßt. Über die Eintrittsleitung 23 gelangt
dieses nunmehr auf Desinfektionstemperatur von 70 °C erhitzte
Kaltwasser in das Reaktionsvolumen 6. Dort wird es auf
seinem Weg von dem Eintritt 22 bis zum Austritt 19 der
erforderlichen Desinfektionszeit unterworfen. Am Austritt 19 aus
dem Reaktionsvolumen 6 ist das ehemalige kalte und sodann
vorgewärmte
Kaltwasser nunmehr vollständig
desinfiziert, und zwar sowohl nach der Desinfektionstemperatur als
auch nach der erforderlichen Desinfektionszeit. Von dort gelangt
ein Teil über
die Austrittsleitung 20 und den Vorwärmer/Rückkühler 13 in die Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 und von
dort über
die weiterführende
Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 an den Entnahmestellen 9 vorbei
auf die Druckseite der Zirkulationspumpe 7 und andernteils
am Abzweig 26 über
die Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austritts 28 in den Trinkwarmwasserspeicher 12.
-
Sobald
die gesamte im Trinkwarmwasserspeicher 12 enthaltene Wassermenge,
und zwar auch die eingelagerte Kaltwassermenge vollständig auf
Trinkwarmwassertemperatur von beispielsweise 50 °C erhitzt ist, kann die aus
der Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10 ankommende Strömungsmenge
mit dem in 7 offenbarten Drei-Wege-Ventil 46 von
der Ladepumpe 4 angesaugt, zum Vorwärmer/Rückkühler 13 gedrückt und
vollständig
desinfiziert werden. Damit ein Verbrühungsschutz an den Entnahmestellen 9 sichergestellt
werden kann, müssen
Maßnahmen
getroffen werden, wie sie beispielsweise in den Ausführungsbeispielen
der 5 bis 10 mittels der Drei-Wege-Ventile 42 und 46 getroffen
worden sind, um eine Verbrühung
an den Entnahmestellen 9 unter allen Umständen zu
unterbinden. Das heißt,
für eine
Herabkühlung
des Trinkwarmwassers in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 auf
etwa 50 °C
zu sorgen.
-
b) bei Zapfung:
-
Bei
nachfolgender Betrachtung der Zapfung soll unterstellt werden, daß an den
Entnahmestellen 9 eine Spitzenentnahme von 100 % erfolgen
soll. In diesem Betriebszustand strömt über die Kaltwasserleitung 11 aus
dem Stadtwassernetz eine gleichgroße, kalte, nicht desinfizierte
Wassermenge ein. Da die Ladepumpe 4 nur für die gewählte Desinfektionsleistung
ausgelegt wird und eben nicht für
eine so große
Menge an Kaltwasser, wird die überschießende Teilmenge
des kalten Wassers über
die Abzweigung 30 und die WasserEintritts-/Austritts 31 in
den unteren Teil des Trinkwarmwasserspeichers 12 gedrückt und
zugleich gelangt eine gleichgroße
Teilmenge über
die Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austritts 28,
die in diesem Betriebszustand eine Trinkwarmwasser-Austrittsleitung
bildet, in die Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8. Eine
weitere Teilmenge an desinfiziertem Wasser gelangt über die
Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 vom Vorwärmer/Rückkühler 13 zu
den Entnahmestellen 9. Dadurch entspricht die zu den Entnahmestellen 9 führende Gesamtwassermenge
exakt der in die Kaltwasserleitung 11 einströmenden Wassermenge,
die einesteils von der Ladepumpe 4 angesaugt und andernteils über die
Leitung 31 und den Anschluß 29 in den unteren Teil
des Trinkwarmwasserspeichers 12 gedrückt wird. Somit erfolgt eine
erneute Einlagerung von noch nicht desinfiziertem, kalten Wasser
im unteren Teil des Trinkwarmwasserspeichers 12. Dadurch kann
die Förderleistung
der Ladepumpe 4 und die Desinfektionsleistung des Desinfektionswasser-Kreislaufs 2 völlig konstant
gehalten werden.
-
Für diese
Spitzenentnahme an den Entnahmestellen 9 muß der Vorwärmer/Rückkühler 13 deshalb
nicht ausgelegt werden, d. h. er muß nur in der Lage sein 70 °C heißes Wasser
aus der Austrittsleitung 20 aus dem Reaktionsvolumen 6 im
Vorwärmer/Rückkühler 13 so
herunterzukühlen,
daß es
mit einer Trinkwarmwassertemperatur von z. B. 50 °C in die
Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 gelangt. Wie bereits
ausgeführt,
kann sich im Vorwärmer/Rückkühler 13 eine
Temperaturspreizung von heißem
zu kaltem Wasser von 70 °C
zu 10 °C,
also von 60 °C
bilden, für
welche der Vorwärmer/Rückkühler 13 entsprechend
klein ausgelegt werden kann.
-
- 1
- Anlage
- 2
- Desinfektionswasser-Kreislauf
- 3
- Zirkulationswasser-Kreislaufes
- 4
- Ladepumpe
- 5
- Wassererwärmer
- 6
- Reaktionsvolumen
- 7
- Zirkulationspumpe
- 8
- Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung
- 9
- Entnahmestellen
- 10
- Trinkwarmwasser-Sammelleitung
- 11
- Kaltwasserleitung
- 12
- Trinkwarmwasserspeicher
- 13
- Vorwärmer/Rückkühler
- 14
- Mischzone
- 15,
16, 17, 18
- Anschlüsse des
Vorwärmers/Rückkühlers 13
- 19,
21
- Ausgänge
- 20
- Abgangsleitung
- 22
- Eintritt
in das Reaktionsvolumen 6
- 23
- Abgangsleitung
- 24
- Eintrittsanschluß
- 25
- Verbindungsleitung
- 26,
30
- Abzweigungen
- 27
- Eintritt/Austritt
des Trinkwassers aus dem
-
- Trinkwarmwasserspeicher 12
- 28
- Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austrittsleitung
- 29
- Kaltwassereintritt/Austritt
- 31
- Kaltwasser-Eintritts-/Austrittsleitung
- 32
- Anschluß
- 33
- Erhitzungsvorlaufleitung
- 34
- Austrittsanschlug
- 35
- Erhitzungs-Rücklaufleitung
- 36
- Ventil
- 37
- Fühler
- 38,
48
- Rückflußverhinderer
- 39
- Drosselorgan
- 40
- Drehzahlregler
- 41
- Fühler in
der Eintrittsleitung 23
- 42,
46
- Drei-Wege-Ventile
- 43,
47
- Bypaßleitungen
- 44
- Fühler in
der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8
- 45
- Verlängerung
- 49
- Fühler in
der Leitung 31
- 50
- Desinfektionseinrichtung
- 50a
- Entkalkungseinrichtung
- 51
- Durchflugventil
- 52
- Fühler in
-
- Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austrittsleitung 28