DE102012011042A1 - Verbessertes System zur Bereitstellung von erwärmtem Wasser in einem Leitungssystem - Google Patents

Verbessertes System zur Bereitstellung von erwärmtem Wasser in einem Leitungssystem Download PDF

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Abstract

Die rasche Bereitstellung warmen Wassers an Entnahmestellen in Gebäuden wird bisher durch verschiedene Systeme ermöglicht, die aber alle einen hohen Energie- oder Wasserverlust nur für die Bereitstellung verursachen. Einen wesentlichen Fortschritt stellen demgegenüber Systeme mit dezentralen Warmwasserbehältern dar, welche Energie- und Wasserverluste stark reduzieren (EP 1517097, europ. Anmeldung EP 12159873.4). Anders als bei oben genannten Patentanmeldungen können in diesem neuen System von der Thermoweiche 7 mehr als zwei Temperaturbereiche unterschieden und entsprechend weitergeleitet werden. So können beispielsweise auch Übergangswassermengen von warmem zu kaltem Wasser, oder umgekehrt, gesondert geleitet und so die auch darin enthaltene Wärmeenergie optimal genutzt werden. Ferner kann mit diesem neuen System die bei zu heißem Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 gegebenene Gefahr des Verbrühens für den Nutzer ausgeschlossen, eine gleichmäßige Warmwassertemperatur an der Warmwasserentnahmestelle 12 gewährleistet und eine ununterbrochene Warmwasserversorgung, auch während einer thermischen Desinfektion des Wasserversorgungssystems, gesichert werden. Ferner sind im System leicht Vorrichtungen zur Inaktivierung von Keimen anordbar.

Description

  • Technisches Gebiet und Stand der Technik
  • Aus dem Europäischen Patent 1517097 ist ein System zur energiesparenden Warmwasserverteilung bekannt, gem. dem ein Behälter vorzugsweise in der Nähe einer Warmwasserentnahmestelle angeordnet ist, der ein Warm- und ein Kaltwasserreservoir aufweist und vorzugsweise gegen Wärmeverlust isoliert ist, zumindest dessen Warmwasserreservoir. Ferner verfügt das System über einen ersten Leitungsabschnitt zwischen der Heizungsanlage, welche für die Wassererwärmung und ggf. Bevorratung eingesetzt wird, und dem o. g. Behälter, sowie einem zweiten Leitungsabschnitt. Der zweite Leitungsabschnitt ist zwischen Behälter und erstem Leitungsabschnitt angeordnet, wobei die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Leitungsabschnitt vorzugsweise möglichst nah hinter der Heizungsanlage als Warmwasserversorgungsanlage angeordnet ist. Das Warmwasserreservoir des Behälters wird mit Hilfe eines Thermoventils im ersten Leitungsabschnitt ausschließlich mit warmem Wasser befüllt. Ferner ist im System noch eine Pumpe angeordnet. Das Warmwasserreservoir soll soviel warmes Wasser bevorraten, wie es dem ersten Leitungsabschnitt entspricht. In der Ausgangslage ist das Warmwasserreservoir mit warmem Wasser gefüllt und die beiden Leitungsabschnitte sind kalt. Entnimmt man nun warmes Wasser, so wird dies dem Warmwasserreservoir entnommen und warmes Wasser fließt aus der Warmwasserbevorratung/Wassererwärmungsvorrichtung der Heizungsanlage in den ersten Leitungsabschnitt. Es kommt somit zunächst kaltes Wasser am Thermoventil an, welches gem. seiner Funktionsweise dieses kalte Wasser in das Kaltwasserreservoir des Behälters leitet. Wenn das warme Wasser das Thermoventil erreicht, so wird es in das Warmwasserreservoir des Behälters geleitet. In der Praxis hat sich gezeigt, dass der erste Schwall des durch den ersten Leitungsabschnitt strömenden Wassers durch das Leitungsrohr des ersten Leitungsabschnitts stark abgekühlt wird. Dadurch kommt eine Wassermenge am Thermoventil an, die weder richtig kalt, noch richtig warm ist. Wird dass Thermoventil so angesteuert, dass es diese Wassermenge in das Kaltwasserreservoir des Behälters leitet, so ist die darin noch enthaltene Wärmeenergiemenge verloren, da sie nicht genutzt werden kann. Wird das Thermoventil aber so angesteuert, dass es diese Wassermenge in das Warmwasserreservoir des Behälters leitet, so kühlt es die Wassertemperatur innerhalb des Warmwasserreservoirs herunter. Die Folge wäre eine Temperaturreduzierung des warmen Wassers im Warmwasserreservoir, bzw. in der Folge ggf. Temperaturschwankungen in Form von Temperaturreduzierungen an der Entnahmestelle. Eine ähnliche Auswirkung hätte es, würde dieses weder richtig warme, noch richtig kalte Wasser nicht über das Warmwasserreservoir des Behälters zur Entnahmestelle gelangen, sondern unmittelbar in Richtung Entnahmestelle geleitet. Die Temperaturreduzierung wäre kürzer in der Dauer, aber die Temperaturabsenkung dafür um so deutlicher. Wenn in einem späteren Arbeitsschritt das warme Wasser, welches sich zwischenzeitlich im ersten Leitungsabschnitt befindet, in das Warmwasserreservoir des Behälters befördert wird, so wird dies gemacht, indem kaltes Wasser durch die Verbindung zwischen erstem und zweitem Leitungsabschnitt in den ersten Leitungsabschnitt gepumpt/befördert wird. Auch durch diesen Vorgang entsteht wieder eine nur lauwarme Wassermenge, denn der erste Schwall des in den ersten Leitungsabschnitt beförderten kalten Wassers wird durch das noch warme Leitungsrohr des ersten Leitungsabschnitts erwärmt und das Leitungsrohr entsprechend abgekühlt. Durch diesen Vorgang wird der größere Teil der an die Leitung des ersten Leitungsabschnitts zuvor abgegebenen Wärmeenergie dieser wieder entzogen. Auch diese Wassermenge kann mit Hilfe des Thermoventils in das Kaltwasserreservoir oder das Warmwasserreservoir des Behälters geleitet werden. Bei Leitung in das Kaltwasserreservoir kann die aus der Leitung des ersten Leitungsabschnitts zurückgewonnene Wärmeenergie bei einem Aufbau gern. EP 1517097 aber auch wieder nicht genutzt werden. Bei Leitung in das Warmwasserreservoir des Behälters wiederum sinkt dessen Warmwassertemperatur aber. Wenn währenddessen oder kurz danach, bevor ein Heizer die Warmwassertemperatur innerhalb des Warmwasserreservoirs des Behälters auf die Wunschtemperatur erhitzt hat, an der Entnahmestelle warmes Wasser entnommen werden soll, so ist die Temperatur dieses Wassers geringer als gewünscht. In diesen Ausführungen wird eine gewisse Wassermenge als „Übergangswassermenge” bezeichnet. Damit ist die Wassermenge gemeint, die beim Leitungsinhaltswechsel des ersten Leitungsabschnitts von kaltem zu warmem Wasser und umgekehrt, durch das kalte Leitungsrohr abkühlt oder durch das warme Leitungsrohr erwärmt wird. Die Temperatur dieser Wassermenge steigt beim Durchströmen allmählich an oder nimmt allmählich ab, ist im Durchschnitt also etwa lauwarm. Bei jeweiliger Leitung dieser lauwarmen Übergangswassermengen in das Kaltwasserreservoir des Behälters besteht bei einem Aufbau gem. EP 1517097 zudem das Problem eines deutlichen Defizits bei der Befüllung des Warmwasserreservoirs des Behälters. Dieses Defizit wirkt sich bei der folgenden Entnahme, oder einer der folgenden Entnahmen, so aus, dass nicht mehr genügend warmes Wasser im Warmwasserreservoir des Behälters bevorratet wird um noch genügend warmes Wasser bereit zu stellen, bis das nach strömende warme Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung, in EP 1517097 einfachheitshalber „Heizung” genannt, über den ersten Leitungsabschnitt bis zum Behälter bzw. zur Entnahmestelle gelangt ist. Die Folge ist ggf. eine Unterbrechung des Warmwasserflusses an der Entnahmestelle. Nach mehreren kleinen Entnahmen ist das Warmwasserreservoir des Behälters ggf. sogar vollständig entleert, bei gleichzeitig kaltem Wasser im ersten Leitungsabschnitt.
  • Darstellung der Erfindung
  • Es war daher die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes System zur vorzugsweise permanent raschen Bereitstellung von mittels einer zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratungsanlage erwärmtem Wasser an wenigstens einer Entnahmestelle zur Verfügung zu stellen, welches die sich aus den bekannten Anmeldungen EP 1517097 und EP 12159873.4 und aus dem ansonsten bekannten Stand der Technik ergebenden Probleme nicht aufweist, bzw. löst.
  • Wenn man die Warmwassertemperatur im Warmwasserreservoir des Behälters etwas höher wählt als an der Entnahmestelle benötigt, so kann man unter dieses etwas zu warme Wasser im Warmwasserreservoir des Behälters das lauwarme Übergangswasser, welches wie zuvor beschrieben im ersten Leitungsabschnitt auf seine lauwarme Temperatur gebracht wurde, untermischen. Im Ergebnis hat man warmes Wasser mit für die Entnahmestelle hinreichender Temperatur. Ferner besteht die Möglichkeit hinter den Ausgang des Warmwasserreservoirs in Richtung Entnahmestelle einen thermostatischen Mischer anzubringen. Dieser wird auf die gewünschte Temperatur der Entnahmestelle eingestellt. Sein Warmwassereingang wird aus dem Warmwasserreservoir des Behälters versorgt, sein Kaltwassereingang aus dem Kaltwasserreservoir des Behälters. Dieser thermostatische Mischer sorgt so für eine gleichmäßige Temperatur des zur Entnahmestelle fließenden warmen Wassers. Wenn die Temperatur im Warmwasserreservoir des Behälters höher ist als die eingestellte Temperatur des thermostatischen Mischers, wird kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir beigemischt. Ein über einen längeren Zeitraum evt. stattfindender Wärmeübertritt vom Warmwasserreservoir des Behälters in dessen Kaltwasserreservoir führt ggf. zu einer langsamen Erwärmung des Wassers im Kaltwasserreservoir. Durch die Beimischung von Wasser aus dem Kaltwasserreservoir am Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers wird diese Wärmeenergie genutzt und ist somit nicht verloren. Je wärmer das Wasser am Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers ist, desto weniger warmes Wasser wird am Warmwassereingang des thermostatischen Mischers benötigt, um die eingestellte Temperatur zu erreichen. Eine bevorzugte Ausführung regelt die Warmwassertemperatur im Warmwasserreservoir des Behälters 5 nach Füllstand und Temperatur des Kaltwasserreservoirs des Behälters 5 mit Hilfe des Heizelements, unter Beachtung der Mindesttemperatur des Warmwasserreservoirs des Behälters 5. Steigt die Temperatur im Kaltwasserreservoir durch Abwärme aus dem Warmwasserreservoir des Behälters 5, so wird auch die Temperatur des Warmwasserreservoirs erhöht. Somit wird bei einer Warmwasserentnahme an der Entnahmestelle durch den thermostatischen Mischer mehr Wasser aus dem Kaltwasserreservoir angefordert und die darin enthaltene Wärmeenergie möglichst optimal genutzt. Denn dadurch wird weniger warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir entnommen. Andererseits wird, wenn die Temperatur des Wassers im Kaltwasserreservoir des Behälters 5 immer mehr ansteigt, weniger warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir beigemischt. Entsprechend braucht dieses dann wiederum nicht mehr ganz so warm sein wie zuvor. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Systems ist es über die elektronische Steuerungseinheit zudem möglich, die, vorzugsweise maximal mögliche, Puffermenge flexibel in Abhängigkeit von den Wassertemperaturen in dem Kalt- und Warmwasserreservoir des Behälters 5 zu regeln/steuern. Im Umkehrschluss kann dann, wenn die maximal mögliche Puffermenge gerade so noch nicht überschritten ist, die Temperatur des Warmwasserreservoirs des Behälters 5 passend gesteuert werden, unter Berücksichtigung der Temperatur im Kaltwasserreservoir des Behälters 5. Das Wasser im Kaltwasserreservoir sollte nicht wärmer werden als die eingestellte Temperatur des thermostatischen Mischers ist, da ansonsten Wasser zur Entnahmestelle gelangt, welches wärmer ist als die am thermostatischen Mischer eingestellte Temperatur. Entsprechend rechtzeitig wird das weitere Aufheizen des Warmwasserreservoirs des Behälters 5 gestoppt. Als thermostatischer Mischer bieten sich übliche Thermostatelemente an, wie sie z. B. bei thermostatisch geregelten Duschen die eingestellte Temperatur möglichst konstant halten sollen. Mit dieser Anordnung kann zudem ein Verbrühschutz gewährleistet werden. Wenn das Wasser im Warmwasserreservoir des Behälters heißer ist als die am thermostatischen Mischer eingestellt Temperatur, so wird es durch Beimischung einer entsprechenden Kaltwassermenge aus dem Kaltwasserreservoir des Behälters auf die am thermostatischen Mischer eingestellte Temperatur „runtergemischt”. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Ursache für das zu heiße Wasser das im Warmwasserreservoir des Behälters bevorratete Wasser selbst ist, oder ob zu heißes Wasser aus der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung über den ersten Leitungsabschnitt und das Thermoventil in das Warmwasserreservoir des Behälters gelangt. Eine weitere Möglichkeit der sinnvollen Nutzung des lauwarmen Wassers während der beiden oben erwähnten Übergangsphasen ist bei Einsatz eines thermostatischen Mischers eine etwas abgeänderte Leitung des Wassers hinter dem Thermoventil. Sobald das am Thermoventil ankommende Wasser nicht mehr kalt ist, sondern beginnt lauwarm zu werden, wird es am Warmwasserausgang des Thermoventils sowohl zum Warmwasserreservoir des Behälters, als auch zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers geleitet, als zusätzlicher Anschluss zum Anschluss des Kaltwasserreservoirs des Behälters am Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers. Solange dieses Wasser während einer Entnahme an der Entnahmestelle noch nicht die am thermostatischen Mischer eingestellte Temperatur hat, fließt es somit sowohl in das Warmwasserreservoir des Behälters, als auch zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers. Je wärmer dieses Wasser wird, desto mehr fließt zum thermostatischen Mischer und entsprechend weniger in das Warmwasserreservoir des Behälters. Der thermostatische Mischer öffnet mit zunehmender Temperatur am Kaltwassereingang diesen immer mehr und schließt im gleichen Maße den Warmwassereingang. Sobald das ankommende Wasser die richtige Temperatur hat, also die gleiche Temperatur, oder wärmer, hat wie der thermostatische Mischer eingestellt ist, fließt das warme Wasser vollständig aus dem ersten Leitungsabschnitt über den Warmwasserausgang des Thermoventils zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers und von dort weiter in Richtung Entnahmestelle. Durch diese Abläufe gelangt weniger lauwarmes Wasser in das Warmwasserreservoir des Behälters; dessen Abkühlung ist somit geringer. Das lauwarme Wasser der zweiten Übergangsphase, nachdem das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt also durch nach strömendes kaltes Wasser in Richtung Behälter befördert wurde, gelangt bei dieser Anordnung aber wieder vollständig in das Warmwasserreservoir des Behälters. Eine höher eingestellte Temperatur des Wassers des Warmwasserreservoirs des Behälters ist auch hierbei vorteilhaft, da die Wassertemperatur des Warmwasserreservoirs des Behälters somit auch nach der Beimischung von lauwarmem Wasser noch mindestens die eingestellte Temperatur des thermostatischen Mischers erreichen kann. Somit ist wieder jederzeit eine besonders gleichmäßige Temperatur an der Entnahmestelle gewährleistet. Unter dem Aktenzeichen EP 12159873.4 ist ein weiterentwickeltes System mit Behältern mit Warmwasserreservoir, einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratungsanlage, einem ersten und zweiten Leitungsabschnitt und einer Pumpe, wobei das Warmwasserreservoir über ein Thermoventil mit warmem Wasser gefüllt wird und u. a. auch nach wiederholter Warmwasserentnahme dem Warmwasserreservoir noch hinreichend warmes Wasser entnommen werden kann. Mit einer besonderen Art Thermoventil, welches das aus dem ersten Leitungsabschnitt ankommende Wasser, abhängig von dessen Temperatur, „kalt”, „lauwarm” oder „warm”, durch drei unabhängige Ausgänge/Anschlüsse weiterleitet, können in Kombination mit einem thermostatischen Mischer die zuvor genannten Eigenschaften vereint zur Anwendung kommen, und zwar sowohl bei einem System gem. EP 1215973.4 , als auch gem. EP 1517097 . Das warme oder sogar heiße Wasser gelangt in das Warmwasserreservoir des Behälters oder unmittelbar zum Warmwassereingang des thermostatischen Mischers. Dadurch ist in Verbindung mit dem thermostatischen Mischer ein Verbrühschutz gegeben. Auch wieder unabhängig davon, ob der Ursprung des heißen Wassers das Warmwasserreservoir des Behälters selbst ist, oder ob zu warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt zum Thermoventil gelangt. Das lauwarme Wasser wird zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers und zum Warmwasserreservoir des Behälters geleitet. Dadurch wird, wenn die Wassertemperatur des Warmwasserreservoirs des Behälters höher ist als die eingestellte Temperatur des thermostatischen Mischers, ein Teil des lauwarmen Wassers unmittelbar zur Mischung richtig temperierten Wassers am Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers genutzt. Entsprechend weniger lauwarmes Wasser gelangt in das Warmwasserreservoir des Behälters. Bei allen erdenklichen Anordnungen der Systeme, bei denen lauwarmes Wasser in das Warmwasserreservoir des Behälters geleitet wird, ist eine Art Auffangkammer innerhalb des Warmwasserreservoirs des Behälters denkbar und auch von Vorteil. Dort zwischengelagert kann es auf das gewünschte Temperaturniveau des Warmwasserreservoirs gebracht werden. So kommt es nicht zu spontanen unerwünschten Durchmischungen von lauwarmem und warmem oder heißem Wasser. Das Warmwasserreservoir des Behälters kann so grundsätzlich ggf. auf einem etwas niedrigeren Temperaturniveau betrieben werden. Natürlich muss bei allen Anordnungen mit Hilfe geeigneter Ventile die Fließrichtung der Wasserströme ggf. zusätzlich gesteuert werden.
  • Aus der Anmeldung EP 1215973.4 werden auch Anordnungen mit separaten Reservoirs für lauwarmes Wasser gezeigt, entweder dem Warmwasserreservoir vorgeordnet oder auch vollkommen separat angeordnet. Diese werden mit Hilfe von Thermoventilen mit zwei, für kalt oder wärmer, oder auch drei Ausgängen, für kalt, lauwarm und warm, gefüllt. Insbesondere die 11 und 12 aus EP 1215973.4 seien hier erwähnt. Genau solche oder ähnliche Anordnungen mit separaten Reservoirs sind bei Anordnungen eines erfindungsgemäßen Systems mit Hilfe eines thermostatischen Mischers vorteilhaft anwendbar.
  • Mit den Begriffen „Thermoventil” und „Thermoweiche” ist bei allen Erwähnungen in dieser Patentanmeldung immer eine Vorrichtung gemeint, die in Abhängigkeit von der Temperatur des ankommenden Wassers dieses ankommende Wasser in/zu unterschiedlichen Leitungen/Kanälen weiterleitet. Dabei ist mit beiden Begriffen das gleiche gemeint. Dabei kann es sich um eine mechanisch oder hydraulisch oder elektrisch/elektronisch arbeitende Vorrichtung handeln, oder aus einer Kombination von mechanisch oder hydraulisch oder elektrisch/elektronisch arbeitenden Vorrichtungen bestehen. Die Steuerung der Thermoweiche/des Thermoventil kann innerhalb der Thermoweiche/des Thermoventils stattfinden, oder aber durch eine externe Steuerung geregelt werden. Jede Thermoweiche/jedes Thermoventil hat mindestens zwei Ausgänge für unterschiedlich temperiertes Wasser. In einigen Anordnungen gem. der erfindungsgemäßen Systeme sind aber auch Thermoweichen/Thermoventile vorteilhaft oder zwingend notwendig, die zumindest drei Ausgänge für unterschiedlich temperiertes Wasser haben. Es sind demnach Anordnungen eines erfindungsgemäßen Systems möglich, bei dem es nicht nur zwei Reservoirs für kalt und warm gibt, sondern noch weitere Reservoirs oder auch innerhalb der Reservoirs angebrachte „Zwischenkammern”, jeweils für unterschiedlich temperierte Wassermengen oder Wassermengen mit unterschiedlichen Zweckbestimmungen oder die zu verschiedenen Zeitpunkten zum Einsatz kommen.
  • „Dreiwegethermoventile” (Drei Ausgänge: kalt, lauwarm, warm) können bei einem erfindungsgemäßen System sowohl bei Systemen gem. EP 1215973.4 , als auch bei Systemen gem. EP 1517097 ohne Verwendung eines thermostatischen Mischers vorteilhaft eingesetzt werden. In diesem Fall wird das kalte Wasser in das Kaltwasserreservoir und das lauwarme Wasser in das Warmwasserreservoir des Behälters geleitet. Kommt richtig temperiertes warmes Wasser am Thermoventil an, so wird dies unmittelbar zur Entnahmestelle weitergeleitet. In diesem Fall sollte die Temperatur des Warmwasserreservoirs des Behälters vorzugsweise der Warmwassertemperatur der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung entsprechen. Bei einer solchen Anordnung ist eine Art Auffangkammer für/in dem Warmwasserreservoir besonders vorteilhaft. Dort kann das lauwarme Wasser auf die Temperatur des Warmwasserreservoirs erwärmt werden, oder diese beiden Wassermengen sich temperaturmäßig angleichen, bevor es in das eigentliche Warmwasserreservoir des Behälters weiterbefördert wird. Ebenfalls vorteilhaft ist es in dieser Anordnung dann wiederum, wenn das hinreichend warme Wasser nicht unmittelbar zur Warmwasserentnahmestelle geleitet wird, sondern, unter Umgehung der Auffangkammer/Zwischenkammer für das lauwarme Wasser, unmittelbar in das eigentliche Warmwasserreservoir. Dadurch kommt es zu weniger Temperaturschankungen.
  • Wendet man die o. g. Möglichkeiten bei Systemen gem. EP1517097 so an, dass das lauwarme Wasser, welches durch die Übergangsphasen entsteht, anschließend vollständig zur Versorgung der Entnahmestelle mit warmem Wasser genutzt werden kann, so kann damit auch bei Systemen gem. EP 1517097 eine wiederholte und lückenlose Versorgung der Entnahmestelle mit warmem Wasser gewährleistet werden. Voraussetzung ist dafür aber der Einsatz von Heizelementen. Das kalte Wasser der zweiten Übergangsphase entzieht der Rohrleitung des ersten Leitungsabschnitts fast vollständig die Menge an Wärmeenergie, die das warme Wasser der ersten Übergangsphase an diese Rohrleitung abgegeben hat. Lediglich die Teile der Energiemenge, die von der Rohrleitung an die Umgebung abgegeben wurde, fehlt diesen Übergangsmengen. Es entsteht durch diese Übergangsphasen eine größere Menge, aber nur lauwarmen Wassers. Wenn dieses Temperaturdefizit kompensiert werden kann, z. B. durch ein hinreichend schnelles Erwärmen auf die gewünschte Entnahmetemperatur, oder eine nur geringe Aufwärmung kombiniert mit, die von der Entnahmestelle angeforderte Warmwassermenge des Warmwasserreservoirs des Behälters reduzierende, Beimischung des für die Entnahmestelle noch nicht hinreichend warmen Wassers. Diese Wirkungsweisen können grundsätzlich bei allen Systemen gem. EP 1517097 und EP 1215973.4 genutzt und sinnvoll eingesetzt werden.
  • Die Behälter mit Warmwasserreservoir der Systeme gem. EP 1517097 können vorzugsweise zusätzlich, neben ihrer Funktion der energiesparenden Warmwasserversorgung, zur Entkeimung und Desinfizierung des Trinkwassers eingesetzt werden. Dabei können die Keime mittels aller bekannten Verfahren, z. B. UV-C-Licht, thermisch oder auch chemisch, bekämpft werden. So können die Vorrichtungen zur Entkeimung so angebracht werden, dass das Warmwasserreservoir, oder das Warmwasser- und das Kaltwasserreservoir, oder das Kaltwasserreservoir durch separate oder eine gemeinsame Vorrichtung aktiv entkeimt, bzw. desinfiziert werden. Eine bevorzugte Ausführung mit einer gemeinsamen Vorrichtung wäre z. B., dass eine UV-C-Entkeimungsleuchte als Röhre von einem Ende des Behälters durch das Warmwasserreservoir, den Kolben und das Kaltwasserreservoir zum anderen Ende des Behälters geführt wird. So können beide Reservoirs entkeimt werden und die Leuchte in der Röhre an den Behälterdeckeln kann leicht zugänglich angebracht sein. Der Kolben kann durch seine Bewegung die Röhre ggf. sogar reinigen, bzw. sauber halten. Die Abwärme der Leuchte kann, bei günstiger Anordnung der Leuchte, als Wärmezufuhr ins Warmwasserreservoir genutzt werden. Wenn man das nach strömende Wasser durch die jeweilige Kammer leitet, so kann auch dieses auf dem Weg zur Entnahmestelle entkeimt werden, so dass auch andere irgendwo im davor angeordneten Wassersystem, wie z. B. zentrale Warmwasserbevorratung, öffentliches Leitungsnetz, Verteilerstationen, erster Leitungsabschnitt, usw., entstandenen Keime auf dem Weg zur Entnahmestelle bekämpft werden. Vorzugsweise sollten beim Bau der Behälter solche Materialien zum Einsatz kommen, die an sich schon antiseptisch wirken, z. B. Kupfer. Ordnet man eine Entkeimungsvorrichtung, alternativ zu der Entkeimungsvorrichtung in den/dem Reservoir(s) oder als zusätzliche zweite Entkeimungsvorrichtung, hinter den Ausgang des Behälters und den diesem angeordneten Anbauteilen, z. B. dem Mischer, so müssen nicht alle Wasserströme durch die Reservoirs des Behälters geleitet werden um auf dem Weg zur Entnahmestelle/zu den Entnahmestellen entkeimt zu werden. In den Anbauteilen evt. entstehende Keime können dann beim Weiterfluss zur Entnahmestelle unschädlich gemacht werden. Grundsätzlich bietet, bei geeigneter Anordnung, eine Entkeimungsvorrichtung am oder beim Behälter die Möglichkeit, auch das kalte Wasser auf dem Weg zur und kurz vor dessen Kaltwasserentnahmestelle zu entkeimen. UV-C-Leuchten bieten sich dafür besonders gut an. Z. B. können zwei Quarzglasrohre, eines als Kaltwasser- und eines als Warmwasserleitung, durch ein Behältnis geführt werden, welches mit hinreichend starkem UV-C-Licht durchflutet wird. Ein solches Behältnis, vorzugsweise mit reflektierenden Innenwänden, hilft die UV-C-Strahlung auf die Quarzglasrohre zu konzentrieren und schützt zudem Menschen vor der schädlichen UV-C-Strahlung. Anders als normales Glas lässt geeignetes Quarzglas die UV-C-Strahlung fast vollständig durch. Wenn Sensoren angeordnet werden, so reicht es ggf. bei einsetzendem Wasserfluss die Entkeimung zu starten. Die chemische Desinfektion bietet sich ebenfalls für die Kalt- und die Warmwasserleitungen an, also auch für das kurze Stück vom Anbringungsort des Behälters bis zu den Entnahmestellen. Die Entkeimung von kaltem Wasser gewinnt zunehmend an Bedeutung, da zunehmend auch in diesem Bereich Probleme auftreten. Eine Ursache scheint wohl die zunehmend gute Wärmeisolierung der Gebäude zu sein, da immer mehr Wärme innerhalb des Gebäudes bleibt und die Kaltwasserleitungen so ggf., z. B. durch Abwärme nicht weit entfernter warmer Leitungen, zeitweise auch Temperaturen von über 25°C erreichen können, was wiederum die Legionellenvermehrung unterstützt.
  • Die thermische Desinfektion mit Hilfe hoher Wassertemperaturen, z. B. über 70°C für mehr als drei Minuten, eignet sich natürlich insbesondere für Warmwasserleitungen und Zirkulationsleitungen. In erfindungsgemäßen Systemen gem. EP 1517097 und EP 12159873.4 sind die Warmwasserleitungen, die sogenannten ersten Leitungsabschnitte, die meiste Zeit entweder kalt (< 25°C) oder aber richtig warm. Lauwarme Temperaturbereiche kommen bei richtiger Temperaturwahl systembedingt in den Leitungen praktisch nicht vor. Dadurch fördern diese Leitungen die Legionellenvermehrung nicht. Die Zirkulationsleitungen, die sogenannten zweiten Leitungsabschnitte, sind systembedingt normalerweise immer kalt; auch diese fördern die Legionellenvermehrung somit nicht. Bei den erfindungsgemäßen System ist es möglich, gezielt, sporadisch oder auch regelmäßig, die Warmwasserleitung, die Zirkulationsleitung und auch das kleine Leitungsstück zwischen Behälter und Entnahmestelle thermisch zu desinfizieren. So kann heißes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung mit Hilfe der Pumpe über die Warmwasserleitung, also dem ersten Leitungsabschnitt, bis zum und in den Behälter, und über die Zirkulationsleitung, dem zweiten Leitungsabschnitt, zurück bis in die zentrale Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung befördert werden. Durch geeignete Ventil- und Leitungsanordnungen am Behälter kann mit dieser Wassermenge sogar die kurze Leitung vom Behälter bis zur Warmwasserentnahmestelle thermisch desinfiziert werden. Entweder lässt man während der thermischen Desinfizierung bei der Entnahmestelle einen Teil dieses heißen Wassers, manuell oder automatisch geregelt, gezielt entweichen, oder man ordnet zwischen Behälter und Entnahmestelle eine Art kleinen Kreislauf an. Im Normalbetrieb des erfindungsgemäßen Systems können diese beiden, den Kreislauf bildenden Leitungen vorzugsweise in die gleiche Richtung, nämlich in Richtung Entnahmestelle durchströmt werden. Dadurch können die Leitungen kleiner ausgelegt werden. Bei der thermischen Desinfizierung hingegen sind keine großen Durchsätze notwendig; dann können diese kleinen Leitungen als Zirkulationssystem genutzt werden. Besonders vorteilhaft ist an dieser Stelle und für diesen Zweck die Verwendung von sogenannten Rohr-in-Rohr-Systemen. Dabei liegt ein dünnes Rohr innerhalb eines dickeren Rohres. Unmittelbar an den Entnahmestellen muss bei der thermischen Zirkulation das Wasser dann von einem ins andere Rohr strömen können. Neben der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung kann bei den erfindungsgemäßen Systemen auch der Behälter, in Ausführungsformen mit aktiver Beheizungsmöglichkeit, ebenfalls als Lieferant von heißem Wasser zur thermischen Desinfizierung dienen. Ventile und die Leitungen müssen dafür geeignet angeordnet werden. Zunächst wird das Wasser im Warmwasserreservoir des Behälters auf z. B. über 70°C erhitzt. Die Pumpe befördert anschließend das heiße Wasser durch den zweiten Leitungsabschnitt, ggf. die zentrale Wassererwärmungsvorrichtung, den ersten Leitungsabschnitt und ggf., wie zuvor bereits beschrieben, auch durch das kurze Leitungsstück zwischen Behälter und Warmwasserentnahmestelle. Bei Anlagen mit zentraler Warmwasserbevorratung, bei denen das warme Wasser normalerweise also unmittelbar dem zentralen Behälter entnommen wird, muss das heiße Wasser aus dem Warmwasserreservoir des Behälters bei der thermischen Desinfizierung diese zentrale Warmwasserbevorratung meiden, wenn dessen Warmwassertemperatur kühler als das heiße Wasser zum Desinfizieren ist (z. B. < 70°C). Es würde sonst dort untergemischt und für den Rest des Leitungssystems seine desinfizierende Wirkung verlieren. Bei zentralen Wassererwärmungsanlagen, die nach einem Durchlauferhitzerprinzip das Wasser erwärmen, kann hingegen auch diese in den Prozess der thermischen Desinfizierung eingebunden werden. Allerdings ist zu beachten, dass das heiße Wasser zur thermischen Desinfizierung so heiß ist, dass es beim Verlassen der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung noch heiß genug ist (deutlich > 70°C). Ist dies nicht möglich, so muss in diesem Fall die Zirkulationsrichtung bei der thermischen Desinfizierung zwischendurch gewechselt werden und so alle Teile des des Leitungssystems heiß genug durchspült werden. Oder aber das heiße Wasser wird durch die kurze Verbindung zwischen dem zweiten Leitungsabschnitt und dem ersten Leitungsabschnitt in der Nähe der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung geleitet. Möchte man mit dem heißen Wasser (> 70°C) des Warmwasserreservoirs des Behälters nur das kurze Leitungsstück zwischen Behälter und Warmwasserentnahmestelle thermisch desinfizieren, so ist ggf. die Anordnung einer zusätzlichen kleinen oder sehr kleinen Pumpe am Behälter vorteilhaft. Mit dieser kann, wie zuvor für die andere Pumpe beschrieben, das kurze Leitungsstück zwischen Behälter und Warmwasserentnahmestelle zirkulierend thermisch desinfiziert werden. Sämtliche beschriebenen thermischen Desinfizierungen können aber auch mit einer chemischen Desinfizierung so oder ähnlich durchgeführt werden. Bezüglich der UV-C-Entkeimung werden sich in nächster Zeit einige deutliche Verbesserungen oder Vereinfachungen ergeben, da die Entwicklung von UV-C-LEDs kurz vor einer preiswerten Serienreife steht. UV-C-LEDs sollen dann eine wesentlich längere Lebensdauer haben und unempfindlich gegen häufiges Ein- und Ausschalten sein, besonders im Vergleich zu herkömmlichen UV-C-Leuchtröhren.
  • Während der thermischen Desinfizierung des ersten und zweiten Leitungsabschnitts, des Behälters und ggf. der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung kann an der Warmwasserentnahmestelle ganz normal richtig temperiertes Wasser entnommen werden, wenn der Behälter des erfindungsgemäßen Systems mit einem thermostatischen Mischer ausgestattet ist. Dieser gewährleistet, wie weiter oben beschrieben, einen Verbrühschutz. Ebenfalls bei Versorgung des Leitungssystems inkl. der erfindungsgemäßen Behälter mit sehr heißem Wasser, z. B. solar erwärmtes Trinkwasser, besteht bei diesen Anordnungen ein Verbrühschutz an der Entnahmestelle. Für den Fall, dass sehr heißes Wasser über den ersten Leitungsabschnitt zum erfindungsgemäßen Behälter gelangt, welcher mit thermostatischem Mischer ausgestattet ist, ergibt sich sogar noch ein besonderer Effekt bezüglich der Füllung des Warmwasserreservoirs des Behälters. Da das Wasser am Warmwassereingang des Mischers zu heiß ist, wird kühleres Wasser aus dem Kaltwasserreservoir des Behälters beigemischt. Das Kaltwasserreservoir leert sich und in gleichem Maße füllt sich das Warmwasserreservoir des Behälters mit heißem oder sogar sehr heißem Wasser. Nutzt man, wie in EP 12159873.4 beschrieben, u. a. die Kaltwasserleitung zur Bereitstellung von Teilen des kalten Wassers des Kaltwasserreservoirs des Behälters, so kann man die Füllung des Warmwasserreservoirs des Behälters dahingehend steuern, dass vor einer zu großen Füllung des Warmwasserreservoir des Behälters diese durch das Öffnen des Ventils zwischen Kaltwasserleitung und Kaltwasserreservoir des Behälters unterbrochen wird. Denn wenn kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung in das Kaltwasserreservoir gelangen kann, so stoppt die weitere, hier und jetzt ungewollte, weitere Füllung des Warmwasserreservoirs. Es strömt stattdessen nun weniger heißes Wasser nach. Vorzugsweise sollte dies bei einem Füllstand des Warmwasserreservoir des Behälters geschehen, dass dieser bei der abschließenden Zirkulationsphase, bei der das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt durch nach strömendes kaltes Wasser in das Warmwasserreservoir befördert wird, noch das warme oder heiße Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt aufnehmen kann. Wenn das Warmwasserreservoir des Behälters mit sehr heißem Wasser, z. B. solar erhitzt, gefüllt wurde, so braucht das Heizelement erst viel später zwecks Temperaturerhaltung mit dem Nachheizen beginnen. Wenn zuvor eine erneute Entnahme mit einem ähnlichen Nachfluss sehr heißen Wassers stattfindet, wird das Nachheizen entsprechend noch später wieder einsetzen müssen. So kann das erfindungsgemäße System noch besser zum Energiesparen durch Nutzung sehr heißen, solar erwärmten Wassers beitragen. Für die Zeit der thermischen Desinfizierung des kurzen Leitungsstücks zwischen Behälter und Warmwasserentnahmestelle besteht die Möglichkeit, das Leitungssystem oder auch nur das kurze Leitungsstück zur Entnahmestelle durch gezielte Ventilansteuerungen drucklos zu machen. Eine entsprechend arbeitender Verbrühschutz ist bei allen thermischen Desinfektionen möglich, wenn dies z. B. wegen des Fehlens eines thermostatischen Mischers gewünscht wird oder notwendig ist.
  • Als Trennvorrichtung zwischen dem kalten Wasser des Kaltwasserreservoir im Behälter 5 und dem warmen Wasser des Warmwasserreservoirs des Behälters 5 wird einfachheitshalber regelmäßig ein Kolben genannt. Natürlich sind die gleichen oder ähnliche Trennvorrichtungen, wie auch in den Anmeldungen EP1517097 und EP12159873.4 erläutert, auch bei diesen erfindungsgemäßen Systemen gegeben, die das warme von dem kalten Wasser vorzugsweise wärme-, aber nicht druckisoliert voneinander trennen. Z. B. Membrane oder insbesondere auch Gasmengen zwischen dem kalten und warmem Wasser, oder auch Kombinationen aus verschiedenen Arten der Trennung, seien hier beispielhaft genannt. Z. B. trennen zwei Ausdehnungsgefäße, deren Gasbereich über eine Gasleitung miteinander verbunden sind, thermisch besonders gut die unterschiedlich warmen Wassermengen voneinander und haben praktisch verlustfrei die gleichen Druckverhältnisse.
  • Der Kolbensensor, welcher insbesondere in den 1 und 2 genannt wird, bezieht sich einfachheitshalber ebenso nur auf Ausführungen des erfindungsgemäßen Systems mit Kolben als Trennvorrichtung zwischen kaltem und warmem Wasser. Für andere Trennvorrichtungen müssen entsprechende passende Sensoren deren Aufgabe, nämlich den Füllstand von Warm- und/oder Kaltwasserreservoir zu ermitteln, übernehmen. Zur Verwendung als Kolbensensor eignen sich verschiedene Arten von Sensoren, z. B. Laser, Ultraschall, mechanische Vorrichtungen oder aber Reedschalter/Magnetfeldsensoren. Zur Verwendung von Reedschaltern oder Magnetfeldsensoren kann z. B. ein kleiner Permanentmagnet im Kolben angeordnet werden. Wenn an der Behälterwand dann statt nur einem, gleich mehrere Sensoren angebracht werden, so kann man ggf. die Einstellung des Behälters, z. B. auf die Puffermenge bezogen, rein über die elektronische Steuerungseinheit anpassen. Natürlich ist auch ein rein mechanisches Versetzten der Sensoren eine einfache Möglichkeit der Anpassung oder Einstellung.
  • Technisch möglich ist bei allen Anordnungen des erfindungsgemäßen Systems die Nutzung einer Kaltwasserleitung als zweiten Leitungsabschnitt, denn durch diesen strömt gem. dem erfindungsgemäßen System nur kaltes Wasser. Um zusätzlich zu gewährleisten, dass kein nicht hinreichend kaltes Wasser ungewollt in die Kaltwasserleitung gelangt, können entsprechende Ventile und Temperatursensoren zwischen Behälter und Kaltwasserleitung angeordnet werden. Besonders zusammen mit einer aktiven Entkeimung auch des kalten Wassers vorm Fließen in den zweiten Leitungsabschnitt wäre ein sehr hohes Maß an Wasserhygiene zu erreichen. Die aktuellen deutschen Vorschriften verbieten solche Anordnungen z. Z.. In EP1517097 und EP12159873.4 sind zahlreiche solcher Anordnungen aufgezeigt und auf die erfindungsgemäßen Systeme nach dieser Anmeldung anwendbar/übertragbar.
  • Bezüglich der Behälter 5 sind bei allen erfindungsgemäßen Systemen Anordnungen möglich, bei denen die den Behältern 5 angeordneten Komponenten, wie z. B. thermostatischer Mischer, Thermoweiche, elektrische Ventile, etc., mehr als einem Behälter 5 und/oder mehr als ein Kaltwasserreservoir und/oder Warmwasserreservoir, zugeordnet sind. Dies kann z. B. bei einer platzsparenden Anordnung von zwei parallel angeordneten Behältern 5 sein. Bei bestimmten Größen und Platzverhältnissen kann so auch ein besseres Oberflächen-Volumenverhältnis erreicht werden.
  • In dem erteilten Patent EP 1517097 und der Anmeldung EP12159873.4 sind zahlreiche Anordnungen mit parallel oder in Reihe angeordneten Behältern mit Warmwasserreservoirs, oder auch Kombinationen aus Parallelanordnung und Reihenanordnung von Behältern mit Warmwasserreservoirs aufgezeigt. Alle dort aufgezeigten Anordnungen sind auf alle erfindungsgemäßen Systeme gem. dieser hiermit verfassten Patentanmeldung übertragbar, bzw. sind bei allen erfindungsgemäßen Systemen gem. dieser Anmeldung sinngemäß angepasst oder unverändert übernommen anwendbar. Ebenso die Anordnungen mit „Unterzirkulationen”, die das Warmwasserreservoir eines Behälters als Warmwasserversorgungsanlage nutzen. Ebenso die Anordnungen, die Kombinationen aus dem jeweiligen erfindungsgemäßen System mit einem Zirkulationssystem aufzeigen.
  • Der eigentliche Sinn dieser Patentanmeldung ist die energiesparende und hygienische Bereitstellung warmen Wassers, insbesondere Trinkwassers. Da es sich aber, wie auch bei den Systemen gem. der Anmeldungen EP1517097 und EP12159873.4 , im Wesentlichen um neue Prinzipien handelt, mit denen unterschiedlich temperierte Medien möglichst verlustarm von einem Ort über eine Leitung/ein Leitungssystem an einen anderen Ort transportiert werden können, sind, entsprechend angepasst, zahlreiche andere Einsatzmöglichkeiten gegeben. So können die erfindungsgemäßen Systeme gem. dieser Anmeldung oder der Anmeldung EP 1517097 oder der Anmeldung EP12159873.4 , auch zur vorteilhaften Bereitstellung von Gasen eingesetzt werden. Oder auch der umgekehrte Fall, dass kältere Medien verlustarm bereitgestellt werden sollen, ist in angepassten erfindungsgemäßen Systemen genauso gut anwendbar. Hier seien zur bevorzugten Realisierung noch sogenannte „Peltierelemente” erwähnt, die mittels Gleichstrom einen „Wärmetransport” durchführen. So kann man auf der einen Seite heizen und auf der anderen Seite kühlen. Auch mit diesen können also alle erfindungsgemäßen Systeme dieser Anmeldung oder der Anmeldung EP 1517097 oder der Anmeldung EP12159873.4 zum Heizen oder/und Kühlen eingesetzt werden. Eine bevorzugte Anordnung eines Peltierelementes könnte die Trennvorrichtung zwischen dem kalten und dem warmen Medium sein. Ggf. vorteilhaft könnte hier wiederum die Anwendung von Wechselstrom sein, der erst unmittelbar vorm Anschluss des Peltierelementes zu Gleichstrom gleichgerichtet wird. Auf diese Art lässt sich ggf. eine ungewollte Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff verhindern, obgleich es zu unmittelbarem Kontakt von Stromleitern mit Wasser kommt. Auf diese Weise kann man z. B. die Wand eines Behälters 5 zu Stromleitungszwecken von schwachem Strom nutzen, oder aber Fehler in der Isolierung von Stromleitern wirken sich nicht gefährlich wasseraufspaltend aus.
  • Erfindungsgemäße Systeme können bei Anordnungen mit hinreichend starker Entkeimungsvorrichtung auch in ansonsten verkeimungskritischen Temperaturbereichen betrieben werden, wie sie auch in den Figuren erwähnt werden. Dadurch entstehen ggf. noch geringere Wärmeverluste.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • In den Zeichnungen zeigen 1 und 2 schematische Darstellungen von jeweils unterschiedlichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems. Diese Figuren sind jedoch lediglich beispielhafte Darstellungen der Erfindung und sind daher nicht geeignet, den allgemeinen Grundgedanken der Erfindung einzuschränken.
  • Ausführung der Erfindung
  • In 1 ist eine schematische Darstellung eines ersten erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System umfasst eine zentrale Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14, einen ersten Leitungsabschnitt 1, einen Behälter 5 mit Warmwasserreservoir 20 und Kaltwasserreservoir 21, eine Thermoweiche 7, einem thermostatischen Mischer 15, einem zweiten Leitungsabschnitt 2 und einer Pumpe 4. Die Aufnahmekapazität des Behälters 5 und des Warmwasserreservoirs 20 richtet sich im wesentlichen nach der Größe des ersten Leitungsabschnitts 1. Behälter 5 und insbesondere Warmwasserreservoir 20 sollten vorzugsweise gut wärmeisoliert sein. Der Kolben 6, möglichst wärmeisolierend aber nicht druckisolierend, trennt das kalte von dem warmem Wasser und bildet somit die Trennung zwischen Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20. Der erste Leitungsabschnitt 1, die eigentliche „Warmwasserleitung”, verbindet die zentrale Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 über die Thermoweiche 7 mit dem Behälter 5. Der zweite Leitungsabschnitt 2, die eigentliche „Zirkulationsleitung” ist vorzugsweise nahe der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung 14 mit dem ersten Leitungsabschnitt 1 verbunden. Das Ventil 9b, über die elektronische Steuereinheit 13a gesteuert, öffnet oder schließt die Verbindung. Die Pumpe 4 ist im zweiten Leitungsabschnitt 2 angeordnet und wird ebenfalls durch die elektronische Steuereinheit 13a gesteuert. Innerhalb des Behälters 5 ist eine UV-C-Leuchteinheit 19 angeordnet, durch deren UV-C-Strahlung der Behälter 5, inkl. Kaltwasserreservoir 21, Warmwasserreservoir 20 und Zwischenkammer 16, und das diesen durchströmende Wasser nahezu keimfrei gehalten oder gemacht wird. Die UV-C-Durchflussentkeimungskammer 25 wird in dieser Anordnung durch die selbe UV-C-Leuchteinheit mit UV-C-Strahlung durchflutet. Sowohl im Behälter 5, als auch in der UV-C-Durchflussentkeimungskammer 25, trennt ein Quarzglas das UV-C-Leuchtmittel und das durchfließende Wasser. Dieses lässt die UV-C-Strahlung fast vollständig durch. Somit können dort beim Durchfluss des Wassers Keime abgetötet werden, die irgendwo vorher ins Trinkwasser gelangt sind. Insbesondere z. B. bei den Wassermengen, die zuvor weder durch das Kaltwasserreservoir 21, noch durch das Warmwasserreservoir 20 geströmt sind und somit dort noch nicht entkeimt wurden.
  • Die Thermoweiche 7 besteht in dieser 1 aus drei einzelnen Ventilen 10a, 9c, 9d, welche das durch den ersten Leitungsabschnitt 1 an der Thermoweiche 7 ankommende Wasser je nach dessen Temperatur weiter leiten. Dies wird durch die elektronische Steuerungseinheit 13b gesteuert. Diese erhält elektronische Signale von den Temperatursensoren 17a, 17b, 17c und vom Kolbensensor 22. Der Kolbensensor 22 kann die Position des Kolbens 6 messen, woraus die Steuerungseinheit 13b wiederum den Füllstand von Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20 ermitteln kann. Solange Wasser durch den ersten Leitungsabschnitt 1 am Temperatursensor 17a ankommt, welches kälter als 25°C oder kälter als das Wasser im Kaltwasserreservoir 21 ist, so ist das elektrische Ventil 10a geöffnet. Das ankommende Wasser wird in diesem Fall ins Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 durchgelassen. Erreicht die Temperatur des durch den ersten Leitungsabschnitt 1 ankommenden Wassers aber die gleiche Temperatur, die der Temperatursensor 17b im Kaltwasserreservoir 21 detektiert, so wird das elektrische Ventil 10a geschlossen und das elektrische Ventil 9d geöffnet. Hat das Wasser aus der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 deutliche Temperaturschwankungen, insbesondere nach oben, wie es z. B. bei solar erwärmtem Trinkwasser leicht passieren kann, so bietet sich folgende weitere Schaltungsregelung an: Erreicht die Temperatur des durch den ersten Leitungsabschnitt 1 ankommenden Wassers die an der Entnahmestelle 12 gewünschte Temperatur, so schließt das elektrische Ventil 9d und dafür öffnet das elektrische Ventil 9c. Dadurch ist eine besonders gleichmäßige Warmwassertemperatur an der Entnahmestelle 12 gewährleistet, inkl. Verbrühschutz. Liefert die zentrale Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 im Normalbetrieb aber ziemlich gleichmäßig temperiertes Wasser, so bietet sich folgende Schaltungsregelung an: Erreicht die Temperatur des durch den ersten Leitungsabschnitt 1 ankommenden Wassers eine solch hohe Temperatur, dass die Gefahr einer Verbrühung an der Entnahmestelle 12 besteht, z. B. Temperaturen größer 60°C, so schließt das elektrische Ventil 9d und das elektrische Ventil 9c öffnet. Dadurch ist auch hierbei ein Verbrühschutz gewährleistet. Dieser Verbrühschutz ermöglicht z. B. eine thermische Desinfektion bis hin zum und inkl. dem Behälter 5 während des laufenden Betriebes des Systems. Im Normalbetrieb wird durch diese Schaltungsregelung aber das etwas heißere Wasser im Warmwasserreservoir 20 weniger genutzt und somit ansonsten sich anschließend daraus ggf. ergebende Aufheizenergie eingespart. In der Ausgangslage des erfindungsgemäßen Systems ist das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 vollständig mit warmem Wasser gefüllt. Das Kaltwasserreservoir 21 ist somit leer, der Kolben 6, welcher das kalte von dem warmen Wasser thermisch, aber nicht druckmäßig isoliert, ist entsprechend links am Ende des Behälters 5. Das Heizelement 11 am Behälter 5 hält die Wassertemperatur im Warmwasserreservoir 20 auf z. B. 50°C konstant; der Temperatursensor 17c detektiert die Temperatur, die elektronische Steuerungseinheit 13b steuert das Heizelement 11 entsprechend. Die Temperatur im Warmwasserreservoir 20 sollte vorzugsweise höher gesteuert werden, als die gewünschte Temperatur des warmen Wassers an der Entnahmestelle 12, welche z. B. 45°C ist. Der thermostatische Mischer 15 wird entsprechend auf diese Temperatur, z. B. 45°C eingestellt. Das Wasser in den Leitungsabschnitten 1 und 2 ist kalt, die elektrischen Ventile 9b, 9c und 9d geschlossen, das elektrische Ventil 10a geöffnet und die Pumpe 4 arbeitet nicht. Die UV-C-Leuchteinheit entkeimt permanent oder regelmäßig oder sporadisch, zumindest aber immer dann, wenn der Bedarfssensor/Fließsensor 18 eine Wasserentnahme feststellt. Sobald Wasser an der Entnahmestelle 12 entnommen wird, fließt warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 zur Entnahmestelle 12. Der Kolben 6 wandert von links nach rechts, das Kaltwasserreservoir 21 wird gefüllt. Da dieses Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20, wie zuvor beschrieben, wärmer als an der Entnahmestelle 12 gewünscht ist, mischt der thermostatische Mischer 15 Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 bei. Somit wird die gewünschte Wassertemperatur von z. B. 45°C erreicht. Durch die Wasserentnahme fließt warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1 und das Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 über die Thermoweiche 7 zum Behälter 5. Zunächst wird das kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 durch das elektrische Ventil 10a in das Kaltwasserreservoir 21 geleitet, während der Kolben 6 weiter in Richtung Warmwasserreservoir 20 gleitet, außen entlang der Innenwand des Behälters 5 und innen entlang der UV-C-Leuchteinheit 19. Dabei ist der Kolben 6 an diesen beiden Stellen so abgedichtet, dass möglichst wenig, vorzugsweise kein Wasser von einem Reservoirs des Behälters 5 ins andere gelangen kann. Wenn das an der Thermoweiche 7 ankommende Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 wärmer als 25°C oder als die Temperatur im Kaltwasserreservoir 21 gem. Temperatursensor 17b wird, die höhere Temperatur ist hier ausschlaggebend, so schließt das elektrische Ventil 10a und das elektrische Ventil 9d öffnet. Das nun ankommende lauwarme Wasser gelangt nun sowohl zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15, als auch in die Auffangkammer/Zwischenkammer 16. Zunächst, mit noch relativ geringer Temperatur, gelangt der größere Anteil lauwarmen Wassers in die Zwischenkammer 16. Mit Zunahme der Temperatur des lauwarmen Wassers strömt aber immer mehr dieses lauwarmen Wassers durch den Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15, denn durch die Zunahme der Temperatur benötigt der thermostatische Mischer 15 immer weniger warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 an seinem Warmwassereingang. Diese Übergangsmenge an lauwarmem Wasser ist sehr begrenzt, z. B. nur ca. 1 Liter, und davon wiederum gelangt nur ein Teil in die Zwischenkammer 16, z. B. 0,7 Liter. Die Zwischenkammer 16 sollte vorzugsweise so aufgebaut sein, dass das einströmende lauwarme Wasser das darin bereits befindliche ggf. warme Wasser vor sich her in das eigentliche Warmwasserreservoir 20 schiebt. Es sollte dabei zu möglichst wenig Durchmischung von lauwarmem mit warmem Wasser kommen. Wenn das aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 ankommende Wasser die richtige Warmwassertemperatur hat wie am thermostatischen Mischer 15 und an der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung eingestellt und an der Entnahmestelle 12 gewünscht, so wird auch kein weiteres warmes Wasser am Warmwassereingang des thermostatischen Mischers 15 benötigt. Das Wasser am Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15 ist bereits hinreichend warm. Somit kommt auch das Fließen des lauwarmen Wassers in der Zwischenkammer 16 zum Stillstand. In dieser Zwischenkammer kann dieses lauwarme Wasser innerhalb der nächsten ca. 10 Minuten in etwa die Temperatur des Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 annehmen, unterstützt vom Heizelement 11. Durch den Kolbensensor 22 ist die Steuerungseinheit 13b über die aktuelle Kolbenposition und -bewegung informiert, kann daraus auf den jeweiligen Arbeitszyklus schließen und somit auch auf die Notwendigkeit, ggf. lauwarmes Wasser in der Zwischenkammer 16 zu erwärmen, obgleich der Temperatursensor 17c für das Warmwasserreservoir 20 ggf. eine hinreichende Temperatur detektiert. Alternativ könnte ein weiterer Temperaturfühler an der Zwischenkammer 16 die Notwendigkeit der Temperaturerhöhung detektieren. Wenn die Warmwasserentnahme an der Entnahmestelle 12 beendet wird, was der Bedarfssensor/Fließsensor 18 an die Steuerungseinheit 13a übermittelt, so wartet die Steuerungseinheit 13a noch einige Minuten, z. B. 10 Minuten, ob doch nicht noch mehr warmes Wasser an der Entnahmestelle 12 entnommen wird. Diese Wartezeit soll unnötig häufiges Anstoßen des Arbeitszyklusses verhindern. Die Wartezeit darf aber nicht zu lange gewählt werden, damit das warme Wasser in dem ersten Leitungsabschnitt 1 nicht zu sehr abkühlt. Die max. mögliche Wartezeit ist also auch abhängig von der Umgebungstemperatur, der Isolierung, der Leitungslänge und -dicke, der ursprünglichen Wassertemperatur etc.. Wenn die Wartezeit abgelaufen ist, so startet die Pumpe 4 und das elektrische Ventil 9b wird geöffnet. Die Pumpe 4 befördert nun kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 in den zweiten Leitungsabschnitt 2, die eigentliche Zirkulationsleitung, und das Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2 in den ersten Leitungsabschnitt 1. Dort schiebt es das warme Wasser vor sich her, welches durch das noch geöffnete elektrische Ventil 9d, das Rückschlagventil 8 und die Zwischenkammer 16 in das Warmwasserreservoir 20 gelangt. Wenn das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 vollständig herausgeschoben wurde, so folgt diesem eine bestimmte Menge lauwarmen Wasser, z. B. 1 Liter. Diese Wassermenge entsteht im wesentlichen dadurch, dass das dem warmen Wasser nachfolgende kalte Wasser an der Schnittstelle zum warmen Wasser, besonders aber durch das noch warme Rohr des ersten Leitungsabschnitts 1 etwas erwärmt wird. Dadurch gewinnt man den größten Teil der zuvor ans Rohr abgegebenen Wärmeenergiemenge zurück. Auch diese lauwarme Wassermenge wird noch durch das elektrische Ventil 9d geleitet. Dem lauwarmen Wasser folgt das kalte Wasser, welches nicht mehr hinreichend durch das Leitungsrohr des ersten Leitungsabschnitt 1 erwärmt wurde. Dies signalisiert der Temperatursensor 17a der Steuerungseinheit 13b, welche das elektrische Ventil 9d schließt und das elektrische Ventil 10a öffnet. Da die Menge lauwarmen Wassers durch den Aufbau und die Einstellung des Leitungssystems begrenzt ist, z. B. 1 Liter, so ist eine Zwischenkammer 16 in der entsprechenden Größe hinreichend. Die gesamte lauwarme Wassermenge kommt darin nun wieder zum Stehen und kann, wie zuvor bereits erläutert, darin verweilend auf die eingestellte Temperatur des Warmwasserreservoirs 20 mit Hilfe des Heizelementes 11 erwärmt werden. Sollte bei einer evt. rasch folgenden Warmwasserentnahme die notwendige Temperatur in der Zwischenkammer 16 noch nicht erreicht sein, so ist die wärmere Warmwassermenge unmittelbar im Warmwasserreservoir 20 aber in der Lage diese ca. 0,7 Liter lauwarmen Wassers der ersten Übergangswassermenge (s. o.) aufzunehmen und vermischt mit dieser noch hinreichend warm zu sein. Ein entsprechende Temperatur sollte für das Warmwasserreservoir 20 vorzugsweise gewählt werden. Die Pumpe 4 kommt nach einer eingestellten Zeit zum Stehen, z. B. ca. 2 Minuten. Der Pumpvorgang würde unterbrochen, sobald der Bedarfssensor 18 eine weitere Warmwasserentnahme feststellt. Die Ausgangslage ist wieder erreicht:
    Das Warmwasserreservoir 20 ist gefüllt, das Kaltwasserreservoir 21 leer, das Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 und im zweiten Leitungsabschnitt 2 ist kalt und kann somit keine Wärmeverluste verursachen. Die Pumpe 4 arbeitet nicht. Die elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13b können auch durch eine zentrale Steuerungseinheit ersetzt werden. Zudem können die elektronischen Steuerungseinheiten selbstlernend konstruiert sein.
  • In 2 ist eine schematische Darstellung eines zweiten erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System umfasst eine zentrale Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14, einen ersten Leitungsabschnitt 1, einen Behälter 5, welcher vorzugsweise gut wärmeisoliert ist, mit Warmwasserreservoir 20 und Kaltwasserreservoir 21, eine Thermoweiche 7, einem thermostatischen Mischer 15, einem zweiten Leitungsabschnitt 2 und einer Pumpe 4. Die Aufnahmekapazität des Behälters 5 und des Warmwasserreservoirs 20 richtet sich nach der Größe des ersten Leitungsabschnitts 1 und der gewünschten „Puffermenge”; der Zusammenhang ergibt sich aus den folgenden Erläuterungen. Der Kolben 6, möglichst wärmeisolierend aber nicht druckisolierend ausgelegt, trennt das kalte von dem warmem Wasser und bildet so die Trennung zwischen Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20. Der erste Leitungsabschnitt 1, die eigentliche „Warmwasserleitung”, verbindet die zentrale Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 über die Thermoweiche 7 mit dem Behälter 5. Der zweite Leitungsabschnitt 2, die eigentliche „Zirkulationsleitung” ist vorzugsweise nahe der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung 14 mit dem ersten Leitungsabschnitt 1 und zusätzlich unmittelbar mit der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 verbunden. Die Ventile 9a und 9b, über die elektronische Steuereinheit 13a gesteuert, öffnen oder schließen die Verbindungen. Die Pumpe 4 ist im zweiten Leitungsabschnitt 2 angeordnet und wird ebenfalls durch die elektronische Steuereinheit 13a gesteuert. Im Unterschied zu 1 ist das Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 über ein Rückschlagventil 8 und ein elektrisches Ventil 10b zusätzlich mit der Kaltwasserleitung 24 verbindbar. Die UV-C-Leuchteneinheit 19 hat die gleiche Funktionsweise wie in 1 bereits erklärt. Der Aufbau zur Entkeimung unterscheidet sich lediglich bei der Druchflussentkeimungskammer 25. Dort wird nicht nur das warme Wasser vor der Warmwasserentnahmestelle 12 entkeimt, sondern separat davon auch noch das kalte Wasser vor der Kaltwasserentnahmestelle 23. Die Thermoweiche 7 besteht in dieser 2 aus drei einzelnen Ventilen 9c, 9d, 9e, welche das durch den ersten Leitungsabschnitt 1 an der Thermoweiche 7 ankommende Wasser je nach dessen Temperatur weiter leiten. Dies wird durch die elektronische Steuerungseinheit 13b gesteuert. Diese erhält elektronische Signale von den Temperatursensoren 17a, 17b, 17c und vom Kolbensensor 22. Der Kolbensensor 22 kann die Position des Kolbens 6 messen, woraus die Steuerungseinheit 13b wiederum den Füllstand von Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20 ermitteln kann. Anders als in 1 sind alle drei Ventile 9c, 9d, 9e normalerweise geschlossen. Erst wenn der Kolbensensor 22 feststellt, dass der Kolben sich um einen bestimmten/einstellbaren/gewünschten Weg in Richtung Warmwasserreservoir 20 bewegt hat, wird eines der elektrischen Ventile 9c, 9d, 9e geöffnet und dafür das elektrische Ventil 10b geschlossen. Dadurch ist gewährleistet, dass das Kaltwasserreservoir 21 einen gewissen/gewünschten/einstellbaren Füllstand mit kaltem Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 erreicht hat, bevor warmes Wasser aus der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 über den ersten Leitungsabschnitt 1 in Richtung Behälter 5 strömt. Diese Regelung soll bewirken, dass nicht auch bei jeder kleinen Entnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12 warmes Wasser in den ersten Leitungsabschnitt 1 strömt und somit ein Arbeitszyklus startet. Der Arbeitszyklus soll nur beginnen, wenn diese „Pfuffermengenfüllung” im Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 erreicht oder überschritten wird. Da der Steuerungseinheit 13b sowohl die Temperatur des Kaltwasserreservoirs 21 durch den Temperatursensor 17b, als auch die Temperatur des Warmwasserreservoirs 20 durch den Temperatursensor 17c bekannt sind, können diese Parameter ggf. für eine flexible Puffermengenbestimmung genutzt werden. Ist nämlich z. B. das Wasser im Kaltwasserreservoir 21 durch Abwärme aus dem Warmwasserreservoir 20 mittlerweile bereits lauwarm und nicht mehr kalt, so wird im weiteren Verlauf einer Entnahme aus dem Behälter 5 weniger warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 entnommen und dafür entsprechend mehr lauwarmes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21, damit der thermostatische Mischer 15 seine eingestellten z. B. 45°C erreichen kann. In einem solchen Fall kann die Puffermenge z. B. etwas größer geregelt werden. Neben der Steuerungseinheit 13b erhält auch die elektronische Steuerungseinheit 13a Signale vom Kolbensensor 22. Ist die Puffermengenfüllung im Kaltwasserreservoir 21 wie von der Steuerungseinheit 13b ermittelt erreicht, so wird das elektrische Ventil 10b geschlossen. Die Schaltung der elektrischen Ventile 9c, 9d, 9e der Thermoweiche 7 arbeiten nun nach folgendem Schema, ähnlich wie in
  • Fig. 1:
  • Solange Wasser durch den ersten Leitungsabschnitt 1 am Temperatursensor 17a ankommt, welches kälter als 25°C oder kälter als das Wasser im Kaltwasserreservoir 21 ist, so ist das elektrische Ventil 9e geöffnet. Das ankommende Wasser wird in diesem Fall ins Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 durchgelassen. Erreicht die Temperatur des durch den ersten Leitungsabschnitt 1 ankommenden Wassers aber die gleiche Temperatur, die der Temperatursensor 17b im Kaltwasserreservoir 21 detektiert, so wird das elektrische Ventil 9e geschlossen und das elektrische Ventil 9d geöffnet. Hat das Wasser aus der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 deutliche Temperaturschwankungen, insbesondere nach oben, wie es z. B. bei solar erwärmtem Trinkwasser leicht passieren kann, so bietet sich folgende weitere Schaltungsregelung an: Erreicht die Temperatur des durch den ersten Leitungsabschnitt 1 ankommenden Wassers die an der Entnahmestelle 12 gewünschte Temperatur, so schließt das elektrische Ventil 9d und dafür öffnet das elektrische Ventil 9c. Dadurch ist eine besonders gleichmäßige Warmwassertemperatur an der Entnahmestelle 12 gewährleistet, inkl. Verbrühschutz. Liefert die zentrale Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung 14 im Normalbetrieb aber ziemlich gleichmäßig temperiertes Wasser, so bietet sich folgende Schaltungsregelung an: Erreicht die Temperatur des durch den ersten Leitungsabschnitt 1 ankommenden Wassers eine solch hohe Temperatur, dass die Gefahr einer Verbrühung an der Entnahmestelle 12 besteht, z. B. Temperaturen größer 60°C, so schließt das elektrische Ventil 9d und das elektrische Ventil 9c öffnet. Dadurch ist auch hierbei ein Verbrühschutz gewährleistet. Im Normalbetrieb wird durch diese Schaltungsregelung aber das etwas heißere Wasser im Warmwasserreservoir 20 weniger genutzt und somit ansonsten sich anschließend daraus ggf. ergebende notwendige Aufheizenergie eingespart. Auch bei einem System gem. dieser 2 ist durch den vorhandenen Verbrühschutz eine thermische Desinfektion des Systems bis hin und einschließlich des Behälters 5 während des laufenden Betriebes möglich. In der Ausgangslage des erfindungsgemäßen Systems ist das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 vollständig mit warmer Wasser gefüllt. Das Kaltwasserreservoir 21 ist somit leer, der Kolben 6, welcher das kalte von dem warmen Wasser thermisch, aber nicht druckmäßig isoliert, ist entsprechend links am Ende des Behälters 5. Das Heizelement 11 am Behälter 5 hält die Wassertemperatur im Warmwasserreservoir 20 auf z. B. 50°C konstant; der Temperatursensor 17c detektiert die Temperatur, die elektronische Steuerungseinheit 13b steuert das Heizelement 11 entsprechend. Die Temperatur im Warmwasserreservoir 20 sollte vorzugsweise höher gesteuert werden, als die gewünschte Temperatur des warmen Wassers an der Entnahmestelle 12, welche z. B. 45°C ist. Der thermostatische Mischer 15 wird entsprechend auf diese Temperatur, z. B. 45°C eingestellt. Das Wasser in den Leitungsabschnitten 1 und 2 ist kalt, die elektrischen Ventile 9a, 9b, 9c, 9d und 9e geschlossen, das elektrische Ventil 10b geöffnet und die Pumpe 4 arbeitet nicht. Die UV-C-Leuchteinheit entkeimt permanent oder regelmäßig oder sporadisch, zumindest aber immer dann, wenn der Bedarfssensor/Fließsensor 18 eine Wasserentnahme feststellt. Wenn warmes Wasser an der Entnahmestelle 12 entnommen wird, so strömt warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 zur Entnahmestelle 12. Der Kolben 6 wandert im Behälter 5 von links nach rechts in Richtung Warmwasserreservoir 20. Zum Ausgleich füllt sich das Kaltwasserreservoir 21 über das elektrische Ventil 10b mit kaltem Wasser aus der Kaltwasserleitung 24. Erreicht die Füllung des Kaltwasserreservoirs 21 die eingestellte und gewünschte Puffermenge, die Steuerungseinheit 13b kann dies mit Hilfe des Kolbensensors 22 über die Position des Kolbens 6 ermitteln, so wird das elektrische Ventil 10b geschlossen und ein elektrisches Ventil 9e, 9c oder 9d der Thermoweiche 7 wird geöffnet. Die Puffermenge, also die Menge an Wasser, die dem Warmwasserreservoir 20 entnommen werden kann bevor warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung in den ersten Leitungsabschnitt 1 und durch diesen weiter zum Behälter 5 strömt, kann durch die elektronische Steuerungseinheit 13b vorzugsweise flexibel in Abhängigkeit von den Temperaturen im Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 22 festgelegt werden. Denn wenn dieses Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20, wie zuvor beschrieben, wärmer als an der Entnahmestelle 12 gewünscht ist, mischt der thermostatische Mischer 15 Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 bei. Somit wird die gewünschte Wassertemperatur von z. B. 45°C erreicht. Durch die weitere Wasserentnahme fließt warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1 und das Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 über die Thermoweiche 7 zum Behälter 5. Zunächst wird das kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 durch das elektrische Ventil 9e in das Kaltwasserreservoir 21 geleitet, während der Kolben 6 weiter in Richtung Warmwasserreservoir 20 gleitet, außen entlang der Innenwand des Behälters 5 und innen entlang der UV-C-Leuchteinheit 19. Dabei ist der Kolben 6 an diesen beiden Stellen so abgedichtet, dass möglichst wenig, vorzugsweise kein Wasser von einem Reservoirs des Behälters 5 ins andere gelangen kann. Wenn das an der Thermoweiche 7 ankommende Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 wärmer als 25°C oder als die Temperatur im Kaltwasserreservoir 21 gem. Temperatursensor 17b wird, die höhere Temperatur ist hier ausschlaggebend, so schließt das elektrische Ventil 9e und das elektrische Ventil 9d öffnet. Das nun ankommende lauwarme Wasser gelangt nun sowohl zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15, als auch in die Auffangkammer/Zwischenkammer 16. Zunächst, mit noch relativ geringer Temperatur, gelangt der größere Anteil lauwarmen Wassers in die Zwischenkammer 16. Mit Zunahme der Temperatur des lauwarmen Wassers strömt aber immer mehr dieses lauwarmen Wassers durch den Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15, denn durch die Zunahme der Temperatur benötigt der thermostatische Mischer 15 immer weniger warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 an seinem Warmwassereingang. Diese Übergangsmenge an lauwarmem Wasser ist sehr begrenzt, z. B. nur ca. 1 Liter, und davon wiederum gelangt nur ein Teil in die Zwischenkammer 16, z. B. 0,7 Liter. Die Zwischenkammer 16 sollte vorzugsweise so aufgebaut sein, dass das einströmende lauwarme Wasser das darin bereits befindliche ggf. warme Wasser vor sich her in das eigentliche Warmwasserreservoir 20 schiebt. Es sollte dabei zu möglichst wenig Durchmischung von lauwarmem mit warmem Wasser kommen. Wenn das aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 ankommende Wasser die richtige Warmwassertemperatur hat wie am thermostatischen Mischer 15 und an der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung eingestellt und an der Entnahmestelle 12 gewünscht, so wird auch kein weiteres warmes Wasser am Warmwassereingang des thermostatischen Mischers 15 benötigt. Das Wasser am Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15 ist bereits hinreichend warm. Somit kommt auch das Fließen des lauwarmen Wassers in der Zwischenkammer 16 zum Stillstand. In dieser Zwischenkammer kann dieses lauwarme Wasser innerhalb der nächsten ca. 10 Minuten in etwa die Temperatur des Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 annehmen, unterstützt vom Heizelement 11. Durch den Kolbensensor 22 ist die Steuerungseinheit 13b über die aktuelle Kolbenposition und -bewegung informiert, kann daraus auf den jeweiligen Arbeitszyklus schließen und somit auch auf die Notwendigkeit, ggf. lauwarmes Wasser in der Zwischenkammer 16 zu erwärmen, obgleich der Temperatursensor 17c für das Warmwasserreservoir 20 ggf. eine hinreichende Temperatur detektiert. Ein weiterer Temperatursensor an der Zwischenkammer 16 ist auch eine vorteilhafte Möglichkeit die Temperatur darin zu steuern. Wenn die Warmwasserentnahme an der Entnahmestelle 12 beendet wird, was der Bedarfssensor/Fließsensor 18 an die Steuerungseinheit 13a übermittelt, so wartet die Steuerungseinheit 13a noch einige Minuten, z. B. 10 Minuten, ob doch nicht noch mehr warmes Wasser an der Entnahmestelle 12 entnommen wird. Diese Wartezeit soll unnötig häufiges Anstoßen des Arbeitszyklusses verhindern. Die Wartezeit darf aber nicht zu lange gewählt werden, damit das warme Wasser in dem ersten Leitungsabschnitt 1 nicht zu sehr abkühlt. Die max. mögliche Wartezeit ist also auch abhängig von der Umgebungstemperatur, der Isolierung, der Leitungslänge und -dicke, der ursprünglichen Wassertemperatur etc.. Wenn die Wartezeit abgelaufen ist, so startet die Pumpe 4 und das elektrische Ventil 9a wird geöffnet. Die Pumpe 4 befördert nun kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 in den zweiten Leitungsabschnitt 2, die eigentliche Zirkulationsleitung, und das Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2 in die zentrale Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung 14. Dadurch wird jetzt eine zusätzliche Menge warmen Wassers über den ersten Leitungsabschnitt 1 in das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 gepumpt. Mit dieser Wassermenge wird die Puffermenge für den nächsten Entnahmezyklus bereit gestellt, bzw. die Fehlmenge durch die vorherige Puffermengenentnahme kompensiert. Über den Kolbensensor 22 kann die elektronische Steuerungseinheit 13a feststellen, wann hinreichend viel zusätzliches warmes Wasser ins Warmwasserreservoir 20 gepumpt wurde. Wenn diese Menge erreicht ist, schließt das elektrische Ventil 9a und das elektrische Ventil 9b öffnet. Das kalte Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2 schiebt das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 vor sich her, welches durch das noch geöffnete elektrische Ventil 9d, das Rückschlagventil 8 und die Zwischenkammer 16 in das Warmwasserreservoir 20 gelangt. Wenn das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 vollständig herausgeschoben wurde, so folgt diesem eine bestimmte Menge lauwarmen Wasser, z. B. 1 Liter. Diese Wassermenge entsteht im wesentlichen dadurch, dass das dem warmen Wasser nachfolgende kalte Wasser an der Schnittstelle zum warmen Wasser, besonders aber durch das noch warme Rohr des ersten Leitungsabschnitts 1 etwas erwärmt wird. Dadurch gewinnt man den größten Teil der zuvor ans Rohr abgegebenen Wärmeenergiemenge zurück. Auch diese lauwarme Wassermenge wird noch durch das elektrische Ventil 9d geleitet. Dem lauwarmen Wasser folgt das kalte Wasser, welches nicht mehr hinreichend durch das Leitungsrohr des ersten Leitungsabschnitt 1 erwärmt wurde. Dies signalisiert der Temperatursensor 17a der Steuerungseinheit 13b, welche das elektrische Ventil 9d schließt und das elektrische Ventil 9e öffnet. Da die Menge lauwarmen Wassers durch den Aufbau und die Einstellung des Leitungssystems begrenzt ist, z. B. 1 Liter, so ist eine Zwischenkammer 16 in der entsprechenden Größe hinreichend. Die gesamte lauwarme Wassermenge kommt darin nun weder zum Stehen und kann, wie zuvor bereits erläutert, darin verweilend auf die eingestellte Temperatur des Warmwasserreservoirs 20 mit Hilfe des Heizelementes 11 erwärmt werden. Sollte bei einer evt. rasch folgenden Warmwasserentnahme die notwendige Temperatur noch nicht erreicht sein, so ist die wärmere Warmwassermenge unmittelbar im Warmwasserreservoir 20 aber in der Lage diese ca. 0,7 Liter lauwarmen Wassers der ersten Übergangswassermenge (s. o.) aufzunehmen und, vermischt mit dieser, noch hinreichend warm zu sein. Ein entsprechende Temperatur sollte für das Warmwasserreservoir 20 vorzugsweise gewählt werden, bzw. die Puffermenge wird durch diesen Umstand, der der elektronischen Steuerungseinheit 13b „bekannt ist”, angepasst. Die Pumpe 4 kommt dann zum Stehen, wenn das Warmwasserreservoir 20 vollständig oder möglichst vollständig gefüllt ist und keine weitere Füllung stattfindet. Die elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13b können auch durch eine einzige zentrale Steuerungseinheit ersetzt werden. Zudem können die Steuerungen auch selbstlernend gebaut werden. Der Pumpvorgang bei geöffnetem elektrischen Ventil 9b würde unterbrochen, sobald der Bedarfssensor 18 eine weitere Warmwasserentnahme feststellt. Die Ausgangslage ist wieder erreicht:
    Das Warmwasserreservoir 20 ist gefüllt, das Kaltwasserreservoir 21 leer, das Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 und im zweiten Leitungsabschnitt 2 ist kalt und kann somit keine Wärmeverluste verursachen. Die Pumpe 4 arbeitet nicht.
  • Eine besonders vorteilhafte Arbeitsweise ergibt sich bei allen erfindungsgemäßen Systemen ähnlich dem der 2 bei Einsatz und Verwendung von besonders warmem oder sogar heißem Wasser, insbesondere wenn es solar erwärmt wurde:
    Wenn besonders warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung 14 über den ersten Leitungsabschnitt 1 zur Thermoweiche 7 fließt, so wird es dort durch das geöffnete elektrische Ventil 9c unmittelbar in das Warmwasserreservoir 20 geleitet. Da dieses Wasser aber heißer, z. B. 65°C, ist als die eingestellte und gewünschte Temperatur am thermostatischen Mischer 15, z. B. 45°C, mischt dieser kälteres Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 bei. Dadurch wandert der Kolben 6 in Richtung Kaltwasserreservoir 21, dessen Volumen/Inhalt immer weiter abnimmt. Dies wird von der elektronischen Steuerungseinheit 13b so lange zugelassen, bis das Warmwasserreservoir 20 noch den warmen und lauwarmen Inhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 aufnehmen kann, welcher dann nach dem Entnahmeende ins Warmwasserreservoir 20 gepumpt wird. Dies regelt die elektronische Steuerungseinheit 13b, indem sie bei der passenden Kolbenposition das elektrische Ventil 10b öffnet. So kann das weiterhin benötigte kalte Wasser zur Beimischung aus der Kaltwasserleitung 24 über das Kaltwasserreservoir 21 fließen. Der Kolben 6 kommt an dieser Position zum Stillstand, bis nach dem Entnahmeende der warme und lauwarme Inhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 ins Warmwasserreservoir 20 gepumpt wird. Durch diesen Vorgang der Füllung mit sehr warmem Wasser wird über längere Zeit kein Nachheizen mit dem Heizelement 11 notwendig. Erst wenn die Temperatur im Warmwasserreservoir 20 unter den gewünschten Wert fällt, z. B. 50°C, wird das Heizelement 11 zugeschaltet.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erster Leitungsabschnitt
    2
    zweiter Leitungsabschnitt
    3
    Kaltwasserzuführung zur zentralen Wassererwärmungsvorrichtung/Warmwasserbevorratung
    4
    Pumpe
    5
    Behälter
    6
    Kolben
    7
    Thermoweiche, Thermoventil
    8
    Rückschlagventil
    9a–e
    elektrische Ventile, stromlos geschlossen
    10a, b
    elektrische Ventile, stromlos offen
    11
    Heizelement
    12
    Warmwasserentnahmestelle
    13a, b
    elektrische/elektronische Steuerungseinheit
    14
    zentrale Wassererwärmungvorrichtung, zentrale Warmwasserbevorratung
    15
    thermostatischer Mischer (mechanisch oder hydraulisch oder elektronisch arbeitend)
    16
    Auffangkammer, Zwischenkammer
    17
    Temperatursensor, Temperaturfühler
    18
    Bedarfssensor (z. B. Fließsensor oder Drucksensor)
    19
    UV-C-Leuchteinheit (UV-C-Leuchte mit Schutzhülle, z. B. aus Quarzglas)
    20
    Warmwasserreservoir
    21
    Kaltwasserreservoir
    22
    Kolbensensor, Füllstandsensor (z. B. Laser, Ultraschall, Näherungssensor, Reedschalter, Magnetfeldsensor, usw.)
    23
    Kaltwasserentnahmestelle
    24
    Kaltwasserleitung
    25
    UV-C-Durchflussentkeimungskammer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1517097 [0001, 0001, 0001, 0001, 0002, 0003, 0006, 0007, 0007, 0007, 0008, 0009, 0011, 0013, 0015, 0016, 0016, 0016]
    • EP 12159873 [0002, 0003, 0009, 0010, 0011, 0013, 0015, 0016, 0016, 0016]
    • EP 1215973 [0003, 0004, 0004, 0006, 0007]

Claims (11)

  1. System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14), einem – vorzugsweise in Warmwasserentnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen dem Behälter (5) und der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Wasserentnahme feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoweiche oder das Thermoventil (7) mehr als zwei Wassertemperaturbereiche differenzierend arbeitet und die Wasserströme entsprechend leitet.
  2. System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14), einem – vorzugsweise in Warmwasserentnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen em Behälter (5) und der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Wasserentnahme feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass kein solch heißes Wasser zur Warmwasserentnahmestelle (12) gelangen kann, welches eine Verbrühungsgefahr bedeuten würde.
  3. System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14), einem – vorzugsweise in Warmwasserentnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen em Behälter (5) und der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Wasserentnahme feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Warmwasserreservoir (20) bei, mit kaltem Wasser gefülltem ersten Leitungsabschnitt (1), eine Menge warmen Wassers entnommen werden kann, bevor und ohne dass ein Nachströmen warmen Wassers aus der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) über den ersten Leitungsabschnitt (1) zum Warmwasserreservoir (20) des Behälters (5) oder zur Warmwasserentnahmestelle (12) einsetzen braucht, damit eine ununterbrochene Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle (12) gewährleistet ist, wobei diese Warmwassermenge bei einem Systemaufbau mit thermostatischem Mischer (15) vorzugsweise variabel – abhängig von den Temperaturen innerhalb des Warmwasserreservoirs (20) und des Kaltwasserreservoirs (21) und ggf. der eingestellten Temperatur des thermostatischen Mischers (15) – ermittelt und gesteuert wird, vorzugsweise mit Hilfe von Füllstandssensoren (22) und elektrischen Ventilen.
  4. System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14), einem – vorzugsweise in Warmwasserentnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen em Behälter (5) und der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Wasserentnahme feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass dass hinreichend heißes Wasser aus dem Warmwasserreservoir (20) oder aus der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) – vorzugsweise zirkulierend – genutzt wird, um den ersten Leitungsabschnitt (1) und den zweiten Leitungsabschnitt (2) und/oder ggf. das Leitungsstück zwischen Warmwasserreservoir (20) und Warmwasserentnahmestelle (12) thermisch zu entkeimen.
  5. System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14), einem – vorzugsweise in Warmwasserentnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen em Behälter (5) und der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zwischen dem Behälter (5) und dem ersten Leitungsabschnitt (1) anordbaren zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Wasserentnahme feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des bei einer Warmwasserentnahme aus Behälter (5) oder aus dem ersten Leitungsabschnitt (1) zur Warmwasserentnahmestelle (12) strömenden Wassers mit Hilfe eines thermostatischen Mischers (15) möglichst konstant – vorzugsweise gleich – gehalten/geregelt wird.
  6. System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im Warmwasserreservoir (20) des Behälters (5) unter Berücksichtigung der Wassertemperatur im Kaltwasserreservoir (21) so geregelt wird, dass die im Wasser des Kaltwasserreservoirs (21) ggf vorhandene nutzbare Wärmeenergie durch gesteuerte Mischung oder selektive Entnahme genutzt werden kann.
  7. System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14), einem – vorzugsweise in Warmwasserentnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen em Behälter (5) und der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Wasserentnahme feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass durch den ersten Leitungsabschnitt (1) nachströmendes heißes Wasser zur Füllung des Warmwasserreservoirs (20) nutzbar ist – vorzugsweise auch während einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle (12) –, wobei die Füllung des Warmwasserreservoirs (20) vorzugsweise nur bis zu einem Füllstand stattfindet, der anschließend noch eine vollständige Aufnahme des warmen oder heißen Wassers aus dem ersten Leitungsabschnitt (1) in das Warmwasserreservoir (20) ermöglicht.
  8. System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung oder die Steuerungen des Systems selbstlernend konstruiert sind.
  9. System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus einer Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14), einem – vorzugsweise in Warmwasserentnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen em Behälter (5) und der Wassererwärmungsvorrichtung oder Warmwasserbevorratung (14) angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Wasserentnahme feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass – das Wasser, welches den Behälter (5) oder dem Behälter (5) angeordnete andere Komponenten des erfindungsgemäßen Systems in Richtung Warmwasserentnahmestelle (12) strömend verlassen hat, durch eine geeignete Vorrichtung entkeimt wird – das Wasser im Warmwasserreservoir (20) und Kaltwasserreservoir (21) vorzugsweise entkeimt wird, vorzugsweise von der selben Entkeimungsvorrichtung – das zur Kaltwasserentnahmestelle (23) strömende Wasser vorzugsweise auch entkeimt wird, vorzugsweise von der selbsten Entkeimungsvorrichtung
  10. System nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Behältern (5) angeordnete Komponenten des erfindungsgemäßen Systems mehr als einem Behälter (5) als angeordnete Komponente dienen.
  11. System zur Bereitstellung eines Mediums aus einer zentralen, passend temperierenden Bereitstellungvorrichtung – vorzugsweise in Entnahmestellennähe angeordnetem – Behälter (5) mit Reservoirs, einer Thermoweiche oder Thermoventil (7), oder einem Sensor und Ventile, einem zwischen em Behälter (5) und der zentralen Bereitstellungsvorrichtung angeordnetem ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschnitt (2), wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einem Bedarfssensor (18), der eine Entnahme des Mediums feststellt, dadurch gekennzeichnet, dass das erfindungsgemäße System, sinngemäß angepasst, zur verlustarmen Kaltwasserbereitstellung oder zur verlustarmen Bereitstellung eines anderen Mediums mit entsprechend gewünschter Temperatur in einem Leitungssystem nutzbar ist.
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