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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bereitstellung eines Mischwassers mit einer Sanitärarmatur. Solche Verfahren oder Anordnungen werden insbesondere im Zusammenhang mit der Bereitstellung eines Mischwassers in Duschen, Badewannen oder Waschbecken verwendet.
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Sanitärarmaturen dienen der Bereitstellung eines Mischwassers mit einer gewünschten Mischwassertemperatur. Hierzu wird der Sanitärarmatur über eine Kaltwasserleitung Kaltwasser und über eine Warmwasserleitung Warmwasser zugeführt. Das Kaltwasser und Warmwasser werden durch ein Thermostat der Sanitärarmatur in einem bestimmten Mischungsverhältnis zu dem Mischwasser gemischt. Wird die Sanitärarmatur über einen gewissen Zeitraum nicht benutzt, kühlt sich das Warmwasser in der Warmwasserleitung allmählich ab. Beim Benutzen von Sanitärarmaturen in Duschen, Badewannen und/oder Waschbecken steht daher regelmäßig zunächst nur kaltes Mischwasser zur Verfügung, bis nach und nach warmes Wasser von einer Warmwasserquelle zu der Sanitärarmatur nachströmt. Dieses zunächst kalte Mischwasser wird durch einen Benutzer häufig nicht genutzt, wenn die Mischwassertemperatur des Mischwassers für eine Verwendung, beispielsweise zum Duschen, nicht hoch genug ist. Hierdurch wird ein unnötig hoher Wasserverbrauch verursacht.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Bereitstellung eines Mischwassers mit einer Sanitärarmatur anzugeben, mit dem der Wasserverbrauch reduzierbar ist. Darüber hinaus soll auch eine Anordnung zur Bereitstellung eines Mischwassers mit einer vorgebbaren Mischwassertemperatur angegeben werden, mit der der Wasserverbrauch reduzierbar ist.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren und einer Anordnung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Das vorgeschlagene Verfahren zur Bereitstellung eines Mischwassers mit einer Sanitärarmatur weist zumindest die folgenden Schritte auf:
- a) Entnahme des Mischwassers an der Sanitärarmatur, wobei ein Warmwasser von einer Warmwasserquelle über eine Warmwasserleitung und ein Kaltwasser von einer Kaltwasserquelle über eine Kaltwasserleitung zu der Sanitärarmatur geleitet werden und wobei das Warmwasser und das Kaltwasser durch die Sanitärarmatur zu einem Mischwasser gemischt werden;
- b) Aktivieren eines Zwischenerhitzers zur Erwärmung des Warmwassers in einem Abstand entlang der Warmwasserleitung von maximal 2 Metern zu der Sanitärarmatur, wenn eine Warmwassertemperatur des Warmwassers eine Grenztemperatur unterschreitet; und
- c) Deaktivieren des Zwischenerhitzers, wenn die Warmwassertemperatur des Warmwassers die Grenztemperatur überschreitet.
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Sanitärarmaturen sind beispielsweise als Mischbatterien oder Mischarmaturen bekannt, durch die ein Warmwasser und Kaltwasser zu einem Mischwasser mit einer gewünschten Mischwassertemperatur mischbar sind. Bei dem Verfahren wird gemäß Schritt a) zunächst ein Mischwasser an einer solchen Sanitärarmatur entnommen, indem insbesondere ein oder mehrere Stellglieder und/oder Griffe der Sanitärarmatur betätigt werden. Bei der Entnahme des Mischwassers an der Sanitärarmatur wird der Sanitärarmatur ein Warmwasser von einer Warmwasserquelle über eine Warmwasserleitung und ein Kaltwasser von einer Kaltwasserquelle über eine Kaltwasserleitung zugeleitet und innerhalb der Sanitärarmatur in einem bestimmten Mischungsverhältnis zu einem Mischwasser gemischt. Bei der Warmwasserquelle handelt es sich beispielsweise um eine (permanent verfügbare, ggf. zentrale und insbesondere regelbare) Heizung eines Gebäudes oder einen (permanent verfügbaren und insbesondere regelbaren) Boiler, die das Warmwasser mit einer bestimmten Temperatur, beispielsweise 50°C, 60°C oder 70°C, bereitstellen. Die Warmwasserquelle ist bevorzugt ausschließlich zur Bereitstellung des Warmwassers für eine oder mehrere Sanitärarmaturen vorgesehen und/oder regelbar. Bei der Kaltwasserquelle handelt es sich insbesondere um einen Wasseranschluss eines Gebäudes an ein öffentliches Wasserversorgungsnetz. Das Kaltwasser wird regelmäßig nicht (zusätzlich) erwärmt. Das Warmwasser und das Kaltwasser fließen über entsprechende Warmwasserleitungen und Kaltwasserleitungen zu der Sanitärarmatur. Wenn an der Sanitärarmatur kein Mischwasser entnommen wird, stagniert das Warmwasser zwischen der Warmwasserquelle und der Sanitärarmatur in der Warmwasserleitung und kühlt dort ab. Entlang der Warmwasserleitung ist daher zwischen der Warmwasserquelle und der Sanitärarmatur in einem Abstand entlang der Warmwasserleitung von maximal 2 Metern zu der Sanitärarmatur ein Zwischenerhitzer zur Erwärmung des Warmwassers in der Warmwasserleitung angeordnet. Dieser Zwischenerhitzer wird gemäß Schritt b) (nur) aktiviert, wenn die Warmwassertemperatur des Warmwassers in der Warmwasserleitung zwischen der Warmwasserquelle und der Sanitärarmatur unter eine (vorgebbare) Grenztemperatur fällt. Die Grenztemperatur kann beispielsweise zwischen 20°C und 50°C liegen. Gemäß Schritt c) wird der Zwischenerhitzer deaktiviert, wenn die Warmwassertemperatur des Warmwassers die Grenztemperatur überschreitet. Der Zwischenerhitzer umfasst bevorzugt einen (elektrischen) Durchlauferhitzer, wobei der Durchlauferhitzer insbesondere eine Leistung von (bis zu) 2 kW aufweist. Dadurch, dass der Zwischenerhitzer entlang der Warmwasserleitung sehr nahe an der Sanitärarmatur angeordnet ist, besteht bereits sehr kurz nach Aktivierung der Entnahme des Mischwassers an der Sanitärarmatur das Mischwasser mit der gewünschten Mischwassertemperatur zur Verfügung, so dass sehr wenig oder sogar gar kein kaltes Mischwasser ungenutzt ablaufen muss. Bevorzugt ist dabei, dass der Abstand entlang der Warmwasserleitung maximal 1 m, besonders bevorzugt maximal 0,5 m, zu der Sanitärarmatur beträgt. Besonders bevorzugt befindet sich der Zwischenerhitzer sogar innerhalb der Sanitärarmatur beziehungsweise innerhalb eines Gehäuses der Sanitärarmatur.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn während Schritt b) ein Ventil in der Warmwasserleitung geschlossen wird, so dass das Warmwasser über eine Bypassleitung um das Ventil und durch einen aktivierten Durchlauferhitzer geleitet wird. Dies hat den Vorteil, dass das Warmwasser im regulären Betrieb nicht durch den Durchlauferhitzer geleitet werden muss, so dass ein geringerer Druckabfall innerhalb der Warmwasserleitung entsteht.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn während Schritt c) das Ventil in der Warmwasserleitung geöffnet und der Durchlauferhitzer deaktiviert wird. Dies bedeutet insbesondere, dass das Warmwasser im Wesentlichen vollständig über die (reguläre) Warmwasserleitung geführt wird, wenn das Ventil geöffnet ist. Ebenso ist jedoch auch eine Ausgestaltung möglich, bei der das Warmwasser sowohl über die Warmwasserleitung als auch über die Bypassleitung geleitet wird, beispielsweise in einem Verhältnis von jeweils 50%.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn im Zwischenerhitzer die Warmwassertemperatur gemessen und durch eine Steuerung mit der Grenztemperatur verglichen wird. Die Messung der Warmwassertemperatur erfolgt hierbei bevorzugt durch zumindest einen Temperatursensor, der bevorzugt insbesondere innerhalb des Zwischenerhitzers entlang der Warmwasserleitung angeordnet ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das Aktivieren des Zwischenerhitzers in Schritt b) unter der Voraussetzung erfolgt, dass durch eine Durchflussmesseinrichtung ein Durchfließen des Warmwassers durch den Zwischenerhitzer detektiert wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Zwischenerhitzer nur dann aktiviert wird, wenn an der Sanitärarmatur tatsächlich Mischwasser entnommen wird. Weiterhin kann eine Heizleistung des Durchlauferhitzers durch die Steuerung in Abhängigkeit eines Massenstroms des Warmwassers gesteuert werden. Hierbei wird die Heizleistung des Durchlauferhitzers bevorzugt linear zu dem gemessenen Massenstrom des Warmwassers gesteuert beziehungsweise erhöht.
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Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn die Erwärmung des Warmwassers in Schritt b) derart erfolgt, dass das die Sanitärarmatur verlassende Mischwasser maximal 5 Sekunden nach Beginn der Entnahme des Mischwassers in Schritt a) eine eingestellte Mischwassertemperatur aufweist.
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Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend, wird auch eine Anordnung zur Bereitstellung eines Mischwassers mit einer vorgebbaren Mischwassertemperatur vorgeschlagen, die eine Sanitärarmatur aufweist, wobei der Sanitärarmatur über eine Kaltwasserleitung Kaltwasser und über eine Warmwasserleitung Warmwasser zuführbar ist, wobei in einem Abstand entlang der Warmwasserleitung von maximal 2 Metern zu der Sanitärarmatur ein Zwischenerhitzer zum Erwärmen des Warmwassers in der Warmwasserleitung angeordnet ist. Die vorgeschlagene Anordnung dient insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Daher wird bezüglich der einzelnen Komponenten der Anordnung auf die Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Vorwärmeinrichtung eine Bypassleitung mit einem Durchlauferhitzer aufweist, über die das Warmwasser um ein Ventil der Warmwasserleitung leitbar ist. Hierdurch kann das Warmwasser insbesondere nur dann durch den Durchlauferhitzer geleitet werden, wenn dieser aktiviert ist. Dies hat den Vorteil, dass das Warmwasser über die reguläre Warmwasserleitung (ohne Durchlauferhitzer) geleitet werden kann, wenn der Durchlauferhitzer deaktiviert ist, so dass die Druckverluste innerhalb der Warmwasserleitung im regulären Betrieb vergleichsweise gering sind.
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Zudem ist es vorteilhaft, wenn der Zwischenerhitzer zumindest einen Temperatursensor zur Messung einer Warmwassertemperatur in der Warmwasserleitung aufweist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Zwischenerhitzer eine Durchflussmesseinrichtung aufweist.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung eine Steuerung aufweist, wobei die Steuerung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet und vorgesehen ist. Gerade auch für diesen Fall sind die oben zum Verfahren ausgeführten Vorteile und Eigenschaften auch für die Anordnung entsprechend anwendbar und umgekehrt.
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Weiterhin ist bevorzugt, wenn diese Anordnung nach Art eines autark agierenden Moduls ausgeführt ist. Dabei kann die Anordnung beispielsweise durch geeignete Anschlüsse in einen Abschnitt der Warmwasserleitung eingesetzt werden. Der Betrieb der Anordnung in der hier veranschaulichten Weise erfolgt dann autark, weil dies die erforderlichen Komponenten (Heizung, Trafo, Ventile, etc.) und Messapparaturen (Durchflussmesseinrichtung, Temperatursensor) samt elektronischer Steuerung umfasst, benötigt wird einzig ein elektrischer Anschluss für Strom. Damit ist die Anordnung insbesondere als Nachrüstsatz einsetzbar.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in der Figur mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigt schematisch:
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1: eine Anordnung zur Bereitstellung eines Mischwassers, welche insbesondere auch zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens geeignet und eingerichtet ist.
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Die 1 zeigt eine Anordnung 15 zur Bereitstellung eines Mischwassers 1 mit einer vorgebbaren Mischwassertemperatur. Die Anordnung 15 weist eine schematisch dargestellte Sanitärarmatur 2 auf, die vor einer Wand 23 angeordnet ist. Der Sanitärarmatur 2 wird von einer Kaltwasserquelle 22 über eine Kaltwasserleitung 16 Kaltwasser 17 und von einer Warmwasserquelle 4 über eine Warmwasserleitung 5 Warmwasser 3 zugeführt. In einem Abstand 7 entlang der Warmwasserleitung 5 von maximal 2 Metern ist ein Zwischenerhitzer 6 zur Erwärmung des Warmwassers 3 in der Warmwasserleitung 5 angeordnet. Der Zwischenerhitzer 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel nach Art eines Moduls ausgebildet, dessen Gehäuse 21 über einen Warmwasserzulauf 11 und einen Warmwasserablauf 12 mit der Warmwasserleitung 5 verbunden ist. Hierdurch ist der Zwischenerhitzer 6 sehr leicht in vorhandene Warmwasserleitungen 5 nachrüstbar. Wenn das Warmwasser 3 in der Warmwasserleitung 5 stagniert, beispielsweise wenn an der Sanitärarmatur 2 kein Mischwasser 1 entnommen wird, kühlt sich das Warmwasser 3 in der Warmwasserleitung 5 unter eine Grenztemperatur ab. Wird an der Sanitärarmatur 2 Mischwasser 1 entnommen, wird dies durch eine Durchflussmesseinrichtung 14 des Zwischenerhitzers 6 detektiert. Der Zwischenerhitzer 6 weist hierzu eine Steuerung 13 auf, die datenleitend mit der Durchflussmesseinrichtung 14, einem ersten Temperatursensor 18, einem (Magnet-)Ventil 8 und einem zweiten Temperatursensor 19 verbunden ist. Wird über den ersten Temperatursensor 18 und/oder den zweiten Temperatursensor 19 durch die Steuerung 13 festgestellt, dass die Warmwassertemperatur des Warmwassers 3 in der Warmwasserleitung 5 die Grenztemperatur übersteigt, öffnet die Steuerung 13 das Ventil 8, so dass das Warmwasser 3 von der Warmwasserquelle 4 direkt über die Warmwasserleitung 5 zu der Sanitärarmatur 2 strömt. Wird durch den ersten Temperatursensor 18 und/oder den Temperatursensor 19 durch die Steuerung 13 festgestellt, dass die Warmwassertemperatur des Warmwassers 3 in der Warmwasserleitung 5 die Grenztemperatur unterschreitet und gleichzeitig durch die Durchflussmesseinrichtung 14 ein Durchfluss des Warmwassers 3 durch der Warmwasserleitung 5 festgestellt, schließt die Steuerung 13 das Ventil 8, so dass das Warmwasser 3 über eine Bypassleitung 9 um das Ventil 8 und durch einen Durchlauferhitzer 10 geleitet wird. Gleichzeitig aktiviert die Steuerung 13 einen Trafo 20 des Durchlauferhitzers 10, so dass der Durchlauferhitzer 10 das Warmwasser 3 erhitzt. Hierdurch kann deutlich schneller nach Beginn der Entnahme des Mischwassers 1 an der Sanitärarmatur 2 ein Mischwasser 1 mit einer gewünschten Temperatur bereitgestellt werden, ohne dass das in der Warmwasserleitung 5 zwischen der Warmwasserquelle 4 und der Sanitärarmatur 2 abgekühlte Wasser zunächst abläuft.
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Die vorliegende Erfindung zeichnet sich daher insbesondere dadurch aus, dass mit ihr ein Wasserverbrauch reduzierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Mischwasser
- 2
- Sanitärarmatur
- 3
- Warmwasser
- 4
- Warmwasserquelle
- 5
- Warmwasserleitung
- 6
- Zwischenerhitzer
- 7
- Abstand
- 8
- Ventil
- 9
- Bypassleitung
- 10
- Durchlauferhitzer
- 11
- Warmwasserzulauf
- 12
- Warmwasserablauf
- 13
- Steuerung
- 14
- Durchflussmesseinrichtung
- 15
- Anordnung
- 16
- Kaltwasserleitung
- 17
- Kaltwasser
- 18
- erster Temperatursensor
- 19
- zweiter Temperatursensor
- 20
- Trafo
- 21
- Gehäuse
- 22
- Kaltwasserquelle
- 23
- Wand
