DE102006009411A1

DE102006009411A1 - Anlage zum Erwärmen von Trinkwasser und zum Abtöten von Legionellen und sonstigen Keimen

Info

Publication number: DE102006009411A1
Application number: DE200610009411
Authority: DE
Inventors: Werner Duennleder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-03-02
Also published as: DE102006009411B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anlage (1) zum Erwärmen von Trinkwasser und zum Abtöten von Legionellen und sonstigen Keimen in diesem Trinkwasser mit einer Kaltwasserleitung (11) zu einem Desinfektionswasser-Kreislauf (2) mit einer Ladepumpe (4), einem Wassererwärmer (5) und einem Reaktionsvolumen (6) sowie mit einem Zirkulationswasser-Kreislauf (3) mit einer Zirkulationspumpe (7), einer Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) zu den Entnahmestellen (9) und einer Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) mit einem Vorwärmer/Rückkühler (13) sowie mit einem Trinkwarmwasserspeicher (12) und einer Mischzone (14). Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die bei weiterhin wirtschaftlichem Betrieb und Gewährleistung eines Verbrühungsschutzes die Investitionskosten des Vorwärmers/Rückkühlers herabsetzt. Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorwärmer/Rückkühler (13) auf seiner Kaltwasserseite mit den Anschlüssen (15, 16) mit von der 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 ist und daß der Trinkwarmwasserspeicher (12) zwischen der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) und der Kaltwasserleitung (11) auf der Saugseite der Ladepumpe (4) eingebunden ist.

Description

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.

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.

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.

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.

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.

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;

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Das Drosselorgan in Form eines Wassermengenbegrenzers oder Mengenregelventils wird vorteilhaft in Strömungsrichtung hinter der Ladepumpe und damit auf ihrer Druckseite angeordnet.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Dabei versteht es sich, daß das jeweilige Drei-Wege-Ventil entweder als Mischventil oder als Wasserverteilventil ausgebildet und entsprechend angeordnet sein kann.

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.

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.

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.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:
1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage, bei welcher das Reaktionsvolumen und das Speichervolumen in getrennten Behältern angeordnet sind,
2 eine zweite Ausführungsform der Anlage, bei welcher das Reaktionsvolumen und das Speichervolumen in einem gemeinsamen Behälter untergebracht sind,
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,
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,
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,
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,
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,
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,
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,
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.
Bei sämtlichen zehn Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage 1 ist stets der Desinfektionswasser-Kreislauf mit 2 und der Zirkulationswasser-Kreislaufes mit 3 bezeichnet.
Der Desinfektionswasser-Kreislauf 2 weist eine Ladepumpe 4, einen Wassererwärmer 5 und ein Reaktionsvolumen 6 auf.
Der Zirkulationswasser-Kreislaufes 3 beinhaltet eine Zirkulationspumpe 7, eine Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 zum Trinkwarmwasserspeicher und zu den Entnahmestellen 9 und eine Trinkwarmwasser-Sammelleitung 10.
Bei sämtlichen Ausführungsformen ist darüber hinaus zwischen der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung 8 und der Kaltwasserleitung 11 der Trinkwarmwasserspeicher 12 angeordnet.
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.
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.
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.
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.
Die Leitung der Kaltwasserzufuhr aus dem städtischen Trinkwassernetz bis zum Anschluß 15 des Vorwärmers/Rückkühlers 13 wird durchgehend Kaltwasserleitung 11 genannt.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die vorstehenden Bezeichnungen werden durchgehend für sämtliche nachfolgenden Ausführungsbeispiele übernommen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Sämtliche anderen Teile und Leitungen entsprechen der Ausführungsform der 7 und sind daher mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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

Claims

Anlage (1) zum Erwärmen von Trinkwasser und zum Abtöten von Legionellen und sonstigen Keimen in diesem Trinkwasser mit einer Kaltwasserleitung (11) zu einem Desinfektionswasser-Kreislauf (2) mit einer Ladepumpe (4), einem Wassererwärmer (5) und einem Reaktionsvolumen (6) sowie mit einem Zirkulationswasser-Kreislauf (3) mit einer Zirkulationspumpe (7), einer Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) zu den Entnahmestellen (9) und einer Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10), wobei außerdem in der Anlage (1) ein Vorwärmer/Rückkühler (13) zum Herabkühlen des heißen, desinfizierten Wassers, ein Trinkwarmwasserspeicher (12) und eine Mischzone (14) eingebunden sind, die aus desinfiziertem Wasser aus dem Reaktionsvolumen (6) und Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwärmer/Rückkühler (13) auf seiner Kaltwasserseite mit den Anschlüssen (15, 16) mit von der Ladepumpe (4) angesaugtem Kaltwasser und/oder kaltem Mischwasser und auf seiner Heißwasserseite mit den Anschlüssen (17, 18) von Wasser aus dem Reaktionsvolumen (6) oder aus der Mischzone (14) beaufschlagt ist und daß der Trinkwarmwasserspeicher (12) zwischen der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) und der Kaltwasserleitung (11) auf der Saugseite der Ladepumpe (4) eingebunden ist (1 bis 10).
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgangsleitung (18) des Vorwärmers/Rückkühlers (13) auf seiner Heißwasserseite zu dem Trinkwarmwasserspeicher (12) geführt ist, der mit der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) zu den Entnahmestellen (9) verbunden ist (1 bis 10).
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischzone (14) von heißem, desinfiziertem Wasser und abgekühlten, zurückkehrenden Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) in einem Bereich zwischen dem Ausgang (19) aus dem Reaktionsvolumen (6) und einer Zugangsleitung (20) zur Heißwasserseite (17) des Vorwärmers/Rückkühlers (13) angeordnet ist (1).
Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischzone (14) von abgekühltem, zurückkehrenden Zirkulationswasser aus der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) und von heißem Wasser aus dem Reaktionsvolumen (6) oder von abgekühltem, desinfizierten Wasser aus der Abgangsleitung (20) aus dem Reaktionsvolumen (6) nach dem Anschluß (19) aus dem Vorwärmer/Rückkühler (13) angeordnet ist (2 und 6).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladepumpe (4) innerhalb des Desinfektionswasser-Kreislaufes (2) entweder in der Kaltwasserleitung (11) oder einer Abgangsleitung (23) des desinfizierten Wassers aus dem Wassererwärmer (5) oder in der Abgangsleitung (20) aus dem Reaktionsvolumen (6) oder in der Verbindungsleitung (25) zwischen dem Vorwärmer/Rückkühler (13) und dem Wassererwärmer (5) angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsvolumen (6) und das Speichervolumen (12) in einem oder mehreren getrennten Behältern angeordnet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsvolumen (6) und das Speichervolumen (12) in einem oder mehreren gemeinsamen Behältern angeordnet sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) in Strömungsrichtung hinter der Zirkulationspumpe (7) ein Rückflußverhinderer (30) angeordnet ist (2).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladepumpe (4) mit einem Drehzahlregler (40) versehen ist, der von einem Fühler (41) in der Eintrittsleitung (23) geregelt ist (4).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung hinter der Ladepumpe (4) ein Drosselorgan (39) angeordnet ist (3, 9; 10).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Temperatur in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) zwischen der heißen Abgangsleitung (20) aus dem Reaktionsvolumen (6) und der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) ein Drei-Wege-Ventil (42) angeordnet ist, dessen erster Weg A mit der heißen Abgangsleitung (20) aus dem Reaktionsvolumen (6), dessen zweiter Weg B mit einer Verlängerung (45) der Abgangsleitung (20) zum Vorwärmer/Rückkühler (13) und dessen dritter Weg C über eine Bypaßleitung (43) mit der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) verbunden ist (5 mit 6 bis 10).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung der Temperatur in der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) zwischen der Kaltwasserleitung (11) zum Vorwärmer/Rückkühler (13) und der Verbindungsleitung (25) zum Wassererwärmer (5) ein Drei-Wege-Ventil vorgesehen ist, dessen erster Weg mit dem Ausgang (16) des Vorwärmers/Rückkühlers (13), dessen zweiter Weg mit der Verbindungsleitung (25) zu dem Wassererwärmer (5) und dessen dritter Weg über eine Bypaßleitung mit der Kaltwasserleitung (11) zum Vorwärmer/Rückkühler (13) verbunden ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) ein Drei-Wege-Ventil (46) angeordnet ist, dessen erster Weg (A) mit der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10), dessen zweiter Weg (B) mit der Abgangsleitung (20) 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 (7, 9 und 10).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) ein Drei-Wege-Ventil (46) angeordnet ist, dessen erster Weg (A) mit der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10), dessen zweiter Weg (B) über die weiterführende Sammelleitung 10) mit dem Anschluß (18) aus dem Vorwärmer/Rückkühler (13) zur Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) und dessen dritter Weg (C) über eine Bypaßleitung (47) mit Rückflußverhinderer (48) mit der Kaltwasserleitung (11) verbunden ist (8).
Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Drei-Wege-Ventil (42; 46) entweder als Verteilventil oder als Mischventil ausgebildet ist (5 bis 10).
Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Drei-Wege-Ventil (46) von einem Fühler (49) in der Kaltwasser-Eintritts-/Austritts (31) zum Trinkwarmwasserspeicher (12) geregelt ist (7 bis 10).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltwasserleitung (11) zu dem Vorwärmer/Rückkühler (13) eine chemische Desinfektionseinrichtung (50) eingebunden ist (9).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltwasserleitung (11) zu dem Vorwärmer/Rückkühler (13) eine Entkalkungseinrichtung (50a) vorgesehen ist (10).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltwasserleitung (11) in Strömungsrichtung vor der Kaltwasser-Eintritts-/Austritts (31) zu dem Trinkwarmwasserspeicher (12) ein Durchflußventil (51) angeordnet ist, dessen Durchfluß über einen Fühler (52) in der Warmwasseraustrittsleitung (28) aus dem Trinkwarmwasserspeicher (12) geregelt ist (10).
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trinkwarmwasser-Sammelleitung (10) des Zirkulationswasser-Kreislaufes (3) vor der Abgangsleitung (20) aus dem Reaktionsvolumen (6) ein zweiter Wassermengenbegrenzer angeordnet ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trinkwarmwasser-Verteilungsleitung (8) und der Kaltwasserleitung (11) der Trinkwarmwasserspeicher (12) einerseits über die Trinkwarmwasser-Eintritts-/Austrittsleitung (28) und andererseits über die Kaltwasser-Eintritts-/Austrittsleitung (31) auf der Saugseite der Ladepumpe (4) eingebunden ist.