DE102014006539A1

DE102014006539A1 - Ein besonders leicht nachrüstbares, besonders vielseitig einsetzbares, sehr energiesparendes und einfach steuerbares System zur Bereitstellung warmen Wassers, oder anderer Medien mit einer Temperaturdifferenz zur Umgebung in einem Leitungssystem

Info

Publication number: DE102014006539A1
Application number: DE102014006539.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2015-11-05

Abstract

Die rasche Bereitstellung warmen Wassers an Entnahmestellen in Gebäuden wird bisher durch verschiedene Systeme bewerkstelligt, 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. Bei diesen Systemen (EP1517097, EP12159873.4, dt. Anmeldung 10 2013 008 991, dt. Anmeldung 10 2012 011 042.1) kann sehr effizient erwärmtes Wasser aus einer zentralen Wassererwärmungsvorrichtung entnommen und dabei die energetischen Bereitstellungsverluste drastisch reduziert werden. Bei den neuen Systemen dieser Anmeldung können Leitungssysteme ohne Zirkulationsleitung besser genutzt werden, wobei trotzdem verhindert wird, dass Wasser aus der Warmwasserleitung in die Kaltwasserleitung gelangt. Ferner werden Anordnungen mit Warmwasserentnahmestellen gezeigt, die nicht bei dezentralen Warmwasserbehältern angeordnet sind und bei denen trotzdem ein unerwünschtes Abkühlen von in der Warmwasserleitung stehendem warmem Wasser verhindert wird.

Description

Technisches Gebiet und Stand der Technik
Die Versorgung mit warmem Trinkwasser in Gebäuden wird in der Regel durch zentrale Warmwasserbevorratungen oder zentrale Wassererwärmungsanlagen gewährleistet, oder aber durch dezentrale elektrische Wassererwärmer wie beispielsweise Durchlauferhitzer. Bei Verwendung zentraler Warmwasserbevorratungen oder zentraler Wassererwärmungsvorrichtungen werden oft Zirkulationsanlagen eingesetzt, bei denen das warme Wasser somit an den Entnahmestellen meist rasch verfügbar ist. Diese haben allerdings den enormen Nachteil, dass sie große Mengen an Wärmeenergie nur für die Bereitstellung des warmen Wassers verlieren. Bei vorschriftsgemäßer und hygienisch geeigneter Warmwassertemperatur verliert die Warmwasserleitung pro laufendem Meter und Stunde ca. 11 Wh an Wärmeenergie, trotz sogenannter „100%-Isolierung” und allein und ausschließlich für die Bereitstellung des warmen Wassers. Die meist dünnere Zirkulationsleitung verliert ca. 9 Wh pro Meter und Stunde. Alle bisher bekannten Systeme zur Wärmeverlustreduzierung solcher Zirkulationsanlagen, z. B. Temperaturabsenkung oder nur zeitweiser Betrieb, sind schlechte Kompromisse bezüglich Komfort. Teilweise werden aus Sicht der Wasserhygiene sogar bedenkliche Anlagen betrieben. Werden nur einfache Warmwasserleitungen verwendet, so wartet man an der Warmwasserentnahmestelle häufig sehr lange auf warmes Wasser. Nach der Warmwasserentnahme bleibt das warme Wasser in der Leitung stehen und kühlt aus. Bei einer späteren Entnahme lässt man dieses ausgekühlte Wasser meist weglaufen, da man ja auf warmes Wasser wartet. So verschwendet man Wasser und Wärmeenergie und hat einen schlechten Nutzerkomfort. Dezentrale elektrische Wassererwärmer, wie z. B. Durchlauferhitzer, sind in ihrer Leistungsfähigkeit begrenzt und benötigen, um das Wasser überhaupt schnell genug erwärmen zu können, einen Starkstromanschluss, da 220 V nicht hinreichend sind. Besonders nachteilig ist zudem die Tatsache, dass die direkte Erwärmung des Wassers mit Hilfe von Strom um ein mehrfaches teurer ist als die Wassererwärmung mittels Öl, Gas oder Wärmepumpe. Außerdem kann dabei, zumindest bei den im Haushalt meist zahlreichen kleinen Warmwasserentnahmen, kein solar erwärmtes Wasser genutzt werden.
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 einer Thermoweiche im ersten Leitungsabschnitt ausschließlich mit warmer 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 warmer 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 an der Thermoweiche an, welches gem. seiner Funktionsweise dieses kalte Wasser in das Kaltwasserreservoir des Behälters leitet. Wenn das warme Wasser das Thermoventil erreicht 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 an der Thermoweiche an, die weder richtig kalt, noch richtig warm ist. Wird die Thermoweiche 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 Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 in den zweiten Leitungsabschitt 2 befördert und durch die Verbindung zwischen erstem und zweitem Leitungsabschnitt kaltes Wasser 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 den Ausführungen dieser Anmeldung 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 EP1517097 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.
Ferner kann bei Leitung von lauwarmem „Übergangswasser” ins Kaltwasserreservoir des Behälters dieses anschließend in den zweiten Leitungsabschnitt gelangen. Wenn die Kaltwasserleitung als zweiter Leitungsabschnitt verwendet wird, würde so lauwarmes Wasser in die Kaltwasserleitung gelangen, was nicht sein soll oder darf.
Außerdem wird bei Systemen gern. dem Patent EP 1517097 bei jeder noch so kleinen Entnahme ein neuer Arbeitszyklus angestoßen. Dadurch kommt es zu Energieverlusten und nach mehreren kleinen Entnahmen ggf. besonders schnell zu den oben geschilderten Fehlmengen.
Durch die Anmeldung EP 1215987.4 und die deutsche Anmeldung 10 2012 011 042.1 sind deutliche Verbesserungen dieser Warmwasserversorgungssysteme gem. EP1517097 bekannt, welche auf den Systemen gem. Patent EP 1517097 aufbauen. In den genannten Anmeldungen sind z. B. mehrere Möglichkeiten aufgeführt, dass nicht bereits bei kleinen Warmwasserentnahmen an den Warmwasserentnahmestellen die Arbeitszyklen angestoßen werden. Dies wird u. a. durch die Bereitstellung einer gewissen „Puffermenge” erreicht. Erst wenn dem Behälter, bzw. dessen Warmwasserreservoir, über die „Puffermenge” hinaus warmes Wasser entnommen wurde, strömt warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung in den ersten Leitungsabschnitt. Diese, durch die Behältergröße und Systemanordnung erreichte, bereit gestellte „Puffermenge” muss beim anschließenden Einsetzen der Arbeitszyklen durch einen „Nachschub”, also eine zusätzliche Warmwassermenge, für die nächste Entnahme wieder bereit gestellt werden. Außerdem kann dieser „Nachschub” so angepasst werden, dass auch o. g. Verluste durch das „Übergangswasser” ausgeglichen werden. Weiterhin sind in der Anmeldung EP 12159873.4 und der deutschen Anmeldung 10 2012 011 042.1 mehrere Möglichkeiten dargestellt, wie das „Übergangswasser” oder lauwarmes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir genutzt werden können. Wenn aber über die „Puffermenge” hinaus dem Warmwasserreservoir nur wenig warmes Wasser entnommen wird, so kann es in bestimmten Fällen, insbesondere wenn für das Kaltwasserreservoir keine Kühlmöglichkeit vorgesehen ist, zu einem Verbleib einer unerwünschten Menge an lauwarmem Wasser im Kaltwasserreservoir kommen.
Auch sind im o. g. Patent und den o. g. Anmeldungen Reihenanordnungen von erfindungsgemäßen Behältern und weitere komplexe Anordnungen offenbart. Bei diesen und anderen komplexen Systemen der Anmeldungen EP 12159873.4 und der deutschen Anmeldung 10 2012 011 042.1 wird immer eine Kommunikationsmöglichkeit zwischen den verschiedenen Komponenten des Systems vorausgesetzt, also z. B. zwischen den Sensoren und Ventilen bei den Behältern einerseits, und den Ventilen und der Pumpe in der Nähe der zentralen Warmwasserbevorratung oder Wassererwärmungsvorrichtung andererseits. Dieser zusätzliche Aufwand ergibt sich bei diesen Systemen insbesondere durch den Nachschubbedarf an warmer Wasser und durch die „Puffermengen”. Bei EP 1517097 konnte darauf teilweise verzichtet werden, aber nur, weil bei jeder auch noch so kleinen Entnahme von warmem Wasser ein Arbeitszyklus angestoßen wurde, was, wie oben erläutert, nachteilig ist.
Die deutsch Anmeldung 10 2013 008 991.3 zeigt Systeme, wo mehrere elektronische Steuerungseinheiten ohne direkte Kommunikation untereinander arbeiten. Allerdings wird notwendigerweise oft ein synchronisiertes zeitliches Ablaufschema für die verschiedenen elektronischen Steuerungseinheiten genutzt. Wenn Warmwasserentnahmestellen ohne unmittelbar zugeordnetem Behälter im ersten Leitungsabschitt angeordnet sind, kommen diese Systeme der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 nie ohne ein synchronisiertes zeitliches Ablaufschema zurecht. Außerdem werden Systeme gezeigt, bei denen es zu im ersten Leitungsabschitt stehend zu sehr abkühlendem warmer Wasser kommen kann.
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 dem bekannten Patent EP 1517097 , der Anmeldung EP 12159873.4 , der deutschen Anmeldung 10 2012 011 042.1 , der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 , der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und aus dem ansonsten bekannten Stand der Technik ergebenden Probleme nicht aufweist, bzw. löst oder besser löst.
Im weiteren Text werden zentrale Wassererwärmungsvorrichtungen und zentrale Warmwasserbevorratungsanlagen einfachheitshalber immer als ”zentrale Warmwasserbevorratung” 14 bezeichnet. Denn für die Funktionalität der Systeme spielt es keine Rolle, ob das Wasser zentral während einer Warmwasserentnahme dem Bedarf entsprechend erwärmt wird, oder ob eine hinreichend große Menge warmen Wassers zentral bevorratet wird.
Die Thermoweichen bestehen bei den Figuren dieser Anmeldung immer aus elektronisch gesteuerten Ventilen 9, wodurch die Zuläufe aus dem ersten Leitungsabschitt 1 in den Behälter 5 auch vollständig geschlossen werden können.
Es werden in dieser Anmeldung Systeme offenbart, die mit Hilfe von ZR-Auffangbehältern 29, die in der Nähe der zentralen Warmwasserbevorratung 14 angeordnet sind, so betrieben werden können, dass an den bei den Behältern 5 angeordneten Warmwasserentnahmestellen 12 rasch warmes Wasser zur Verfügung steht, dass nach dem Entnahmeende kein warmes Wasser im Leitungssystem stehen bleibt und dort zu sehr auskühlt, dass die elektronischen Steuerungseinheiten 13 ohne irgendeine direkte Kommunikation untereinander arbeiten, und dass bei komplexen Warmwasserversorgungssystemen bei sich zeitlich überlappenden Warmwasserentnahmen an verschiedenen Warmwasserentnahmestellen 12 an Behältern 5 auch nicht in Teilabschnitten des ersten Leitungsabschitts 1 warmes Wasser stehend zu sehr auskühlt. Dabei strömt ggf. in einem Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitt 1 stehendes warmes Wasser rückwärts in Richtung einer gerade noch aktiv genutzten Warmwasserentnahmestelle 12. Anders als die Systeme der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 sind die hier offenbarten Systeme einfacher im Aufbau da sie ggf. weniger Elektroventile und kein synchronisiertes zeitliches Ablaufschema für die elektronischen Steuerungseinheiten 13 benötigen. Trotzdem können solche Systeme nahezu beliebig viele Warmwasserentnahmestellen 12, auch ohne bei diesen angeordnete Behälter 5, am ersten Leitungsabschitt 1 aufweisen. Es sind lediglich Ventile, Sensoren und Steuerung wie zu den 12 und 13 erläutert notwendig. Außerdem sind nahezu beliebig lange Reihenanordnungen von Behältern 5 möglich, wobei sich der erste Leitungsabschitt 1 bei speziellen Behältern 5 ebenso verzweigen könnte, ähnlich dem System gem. 14 der deutschen Anmeldung 102013008991.3 . Auch kann durch Nutzung von Behältern 5 mit zwei separaten Kaltwasserreservoirs 21 die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 genutzt werden, ohne dass Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 in die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 gelangen kann. Bei den 11 und 13 ist dies gezeigt und zu diesen genau erläutert. In der allgemeinen Beschreibung wird auch noch darauf eingegangen.
Ferner sind Systeme offenbart, bei denen die Pumpe 4 nur eine Förderrichtung aufweisen braucht, bzw. nur eine Pumpe 4 eingesetzt werden braucht, die keinen ZR-Auffangbehälter 29 aufweisen und bei denen trotz sich zeitlich überlappender Warmwasserentnahmen an verschiedenen Warmwasserentnahmestellen 12 in keinem Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 warmes Wasser stehend zu sehr auskühlt. Dabei strömt ggf. in einem Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitt 1 zuvor stehendes warmes Wasser rückwärts in Richtung einer gerade noch aktiv genutzten Warmwasserentnahmestelle 12. Es werden sowohl solche Systeme offenbart, bei denen der zweite Leitungsabschitt 2 eine separate Wasserleitung ist, als auch Systeme, bei denen die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 genutzt wird. Auch wenn die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 genutzt wird, kann mit Hilfe separater Kaltwasserreservoirs 21 in jedem Behälter 5 der Systeme verhindert werden, dass Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 in die Kaltwasserleitung 24 als zweiten Leitungsabschitt 2 gelangen kann. Weiterhin wird in den 2, 3 und 5 näher gezeigt und erläutert, wie weitere Warmwasserentnahmestellen 12 am ersten Leitungsabschitt 1 bei dieses Systemen angeordnet werden können. Echte Reihenanordnungen von Behältern 5, wie bei 7 gezeigt, sind möglich, wie auch Verzweigungen des ersten Leitungsabschitts 1, wie bei den 4 und 8. In 6 ist ein Sonderfall gezeigt, da es sich zwar um eine Reihenanordnung handelt, der zweite Behälter 5b sein warmes Wasser aber nicht aus dem vorgeordneten Behälter 5a bezieht, sondern direkt aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14. Dadurch muss zwar einerseits das Volumen des Behälters 5b auf den gesamten ersten Leitungsabschitt 1 zwischen zentraler Warmwasserbevorratung 14 und dem Behälter 5b abgestimmt sein, andererseits ist bei einem solchen System der Aufbau der oder des vorgeordneten Behälters 5 einfacher und auch platzsparender. Neben den gezeigten einfachen Verzweigungen sind natürlich auch Mehrfachverzweigungen möglich, ebenso wie mehrere einfache Verzweigungen. Bei mehreren nacheinander angeordneten Verzweigungen sind an den Verzweigungen Ventil, Sensor und Steuerung gem. der Erläuterungen zu den Warmwasserentnahmestelle 12c und 12b zu 3 zu vorgeordneten (Warmwasserentnahmestelle 12c bei 3) und nachgeordneten Warmwasserentnahmestellen 12 (Warmwasserentnahmestelle 12b zu 3) übertragen zu berücksichtigen. Somit kommt es auch bei beliebig komplexen Systemen nicht zu irgendwo im ersten Leitungsabschitt 1 stehendem, und dort zu sehr abkühlendem Wasser.
Außerdem sind hiermit Systeme zur Warmwasserversorgung offenbart, die zwei verschiedene Arbeitsweisen aus den o. g. Patentanmeldungen vereinen. Wenn ein Behälter 5 in einem System mit mehr als einer Warmwasserentnahmestelle 12 sowohl vorwärts strömendes warmes Wasser, als auch rückwärts strömendes warmes Wasser aufnehmen kann, so ist kein ZR-Auffangbehälter 29 bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 notwendig. Eine Pumpe 4 kann für diesen Behälter 5 vorwärts sowohl einen Warmwassernachschub, als auch eine Warmwasserzirkulation durchführen. Dadurch wird in dem Abschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 zwischen der zentralen Warmwasserbevorratung 14 und dem Behälter 5 das warme Wasser durch kaltes ersetzt und im Warmwasserreservoir des Behälters 5 aufgefangen. Der Warmwassernachschub füllt auch ggf. nachgeordnete weitere Behälter 5. Eine Pumpe 4 kann für diesen Behälter 5, und ggf. für weitere nachgeordnete Behälter 5 und nachgeordnete Warmwasserentnahmestellen 12, rückwärts aber auch eine Warmwasserzirkulation durchführen die dazu führt, dass warmes Wasser aus dem hinter dem Behälter 5 angeordneten Abschnitt, bzw. Abschnitte, des ersten Leitungsabschitts 1 rückwärts strömend durch kaltes ersetzt und ebenfalls im Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 aufgefangen wird. Dieser spezielle Behälter 5 fungiert somit zusätzlich als ZR-Auffangbehälter. Es ist kein weiterer ZR-Auffangbehälter 29 bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 notwendig, was den technischen Aufwand reduziert. Ein ähnliches System ist in 8 der deutschen Anmeldung 10 2013 008991.3 bereits offenbart, dort allerdings nur möglich bei Nutzung eines synchronisierten zeitlichen Ablaufschemas. Werden aber Systeme mit oben genannten Arbeitsweisen aus hier dieser Anmeldung entsprechend kombiniert, so ist kein synchronisiertes zeitliches Ablaufschema notwendig. Außerdem bleibt bei Kombinationsystemen gem. hier dieser Anmeldung kein warmes Wasser so lange irgendwo im ersten Leitungsabschitt 1 stehen, bis es zu sehr ausgekühlt ist.
In der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 sind bereits Systeme mit ZR-Auffangbehälter 29 offenbart, die rückwärts gepumptes warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 aufnehmen, welches bei diesem Vorgang im ersten Leitungsabschitt 1 durch kaltes Wasser ersetzt wird. Das kalte Wasser kommt bei einer gezielt herstellbaren Verbindung zwischen erstem Leitungsabschitt 1 und zweitem Leitungsabschitt 2 aus dem zweiten Leitungsabschitt 2, ggf. der Kaltwasserleitung 24, in den ersten Leitungsabschitt 1. Anders als bei Systemen der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und anders als in den 9 bis 12 hier dieser Anmeldung ist in 13 eine Anordnung eines ZR-Auffangbehälters 29 offenbart, der dieses rückwärts beförderte warme Wasser direkt aus dem ersten Leitungsabschitt 1 aufnimmt, dieses also nicht erst durch die zentrale Warmwasserbevorratung 14 rückwärts strömt, dieses aber andererseits bei Warmwasserbedarf zum Kaltwassereingang der zentralen Warmwasserbevorratung 14 strömt, noch bevor weiteres kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung nachströmt. Dadurch braucht das Warmwasserreservoir 20 im ZR-Auffangbehälter 29 ggf. nicht beheizt, sondern lediglich vorzugsweise thermisch isoliert werden. Ferner eignet sich ein solcher ZR-Auffangbehälter 29 besonders für zentrale Warmwasserbevorratungen 14, die nicht rückwärts durchströmt werden können oder sollen. Außerdem ist eine sehr gleichmäßige Temperatur des warmen Wassers gegeben, da das Wasser im Warmwasserreservoir 20 des ZR-Auffangbehälters 29 nicht mit der Wassertemperatur in der zentralen Warmwasserbevorratung 14 abgestimmt sein braucht.
Weiterhin sind mehrere Figuren der erfindungsgemäßen Systeme gezeigt, die mehrere Abzweige in Reihe zu Warmwasserentnahmestellen 12 oder zu anderen Abschnitten des ersten Leitungsabschitts 1 zeigen, alle jeweils ohne unmittelbar zugeordnete Behälter 5, die trotzdem ein gezieltes und korrekt gesteuertes Rückwärtsströmen von warmer Wasser ermöglichen. Diese Reihen von Abzweigen kommen ohne ein synchronisiertes zeitliches Ablaufschema aus und müssen neben einem Thermoventil 7 und einem Rückschlagventil 8 noch einen Bedarfssensor 18 aufweisen. Nur so kann festgestellt werden, ob nur warmes oder auch kaltes Wasser durchgelassen werden darf. In den Figuren dieser Anmeldung werden sie elektonisch gesteuert, wobei auch hydraulische oder mechanische Steuerungen möglich sind. Einfache Anordnungen nur mit Thermoventil 7 und Rückschlagventil 8 würden jeweils immer nur warmes Wasser durchlassen, wodurch bei Reihenanordnungen in Teilen des ersten Leitungsabschitts 1 ggf. warmes Wasser stehend auskühlen könnte. Die genaue Arbeitsweise ist zu den betreffenden Figuren erläutert und soll übertragbar auf andere Systeme mit der Möglichkeit des Rückwärtsströmens verstanden werden.
Weiterhin gibt es zahlreiche vorteilhafte Ausführungs-, Kombinations- und Erweiterungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Systeme, die zur besseren Übersichtlichkeit in den Figuren meist nicht gezeigt oder erläutert werden, in der allgemeinen Beschreibung aber erwähnt oder erläutert.
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 noch besser 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 zu sein wie zuvor. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung 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 warmer 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 Anordnung thermostatischer Mischer 15 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 21 des Behälters 5 oder aus der Kaltwasserleitung 24 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 Warmwasserbevorratung 14 über den ersten Leitungsabschnitt und das Thermoventil in das Warmwasserreservoir des Behälters gelangt.
Ein Problem kann sich bei den bekannten Systemen gem. Patent EP 1517097 , der deutschen Anmelung AZ 10 2012 011 042.1 oder der Anmeldung EP 121598734 aber ergeben, wenn die ”Puffermenge” zunächst nicht überschritten wird, das Wasser im Kaltwasserreservoir 21 somit warm wird, und anschließend nur wenig über die maximal mögliche ”Puffermenge” hinaus entnommen wird. Dann wird auch entsprechend wenig oder kein Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 zum Mischen entnommen. In der Folge würde evt. lauwarmes oder sogar warmes Wasser in den zweiten Leitungsabschnitt 2 gelangen, gem. der an anderer Stelle erklärten Arbeitsweise des Systems. Durch eine bevorzugte Anordnung der/einer Pumpe und eines Ventils in einem Leitungsstück zwischen Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20 kann die Möglichkeit geschaffen werden, lauwarmes oder warmes Wasser von dem Kaltwasserreservoir in das Warmwasserreservoir zu pumpen. Dies kann, abhängig von den Mengen und Temperaturen, in einem größeren oder mehreren kleinen Pumpvorgängen geschehen. Die Regelungen zu diesen Umpumpvorgängen kann durch eine elektronische Steuerungseinheit erfolgen. Durch Sensoren, wie z. B. Temperatursensoren, Kolbenstandssensoren und Bedarfssensoren, kann die elektonische Steuerungseinheit alle dafür notwendigen Informationen erhalten. Die Wassertemperaturen im Warmwasserreservoir können durch, vorzugsweise jeweils wenigstens ein, Heizelement und Temperatursensor passend dazu geregelt werden. Wird der Vorgang vollständig durchgeführt, so ist das Kaltwasserreservoir danach vollständig entleert und das Warmwasserreservoir vollständig gefüllt. Der Umpumpvorgang kann z. B. einsetzen, wenn die Temperatur im Kaltwasserreservoir eine Temperatur von 25°C übersteigt. Dadurch kann später kein warmes oder lauwarmes Wasser, auch kein ehemals warmes oder lauwarmes Wasser, in den zweiten Leitungsabschnitt 2 gelangen. Diese Anordnung ist somit besonders vorteilhaft, wenn die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt wird. Besonders vorteilhaft wäre eine solche Anordnung zur Nachrüstung in Gebäuden, bei denen kein separater zweiter Leitungsabschnitt 2 vorhanden ist. Durch eine geeignete Anordnung einer Pumpe und eines elektrischen Ventils in dem dazugehörigen Leitungsstück, wie zuvor beschrieben, ist eine weitere Pumpe für die an anderer Stelle dieser Anmeldung erläuterte grundsätzliche Arbeitsweise des Systems nicht notwendig. In der Erläuterung zu 2 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 sind die Arbeitsweisen beispielhaft genauer erklärt. Andere Anordnungen der Pumpe, bei denen die Pumpe nur den Zweck des Umpumpens vom Kaltwasserreservoir ins Warmwasserreservoir erfüllen könnte, würden eine weitere Pumpe für die grundsätzlich notwendigen Arbeitsschritte erforderlich machen. Wenn nach Beendigung der „Zirkulationsphase” für den Behälter 5 noch eine Restwassermenge im Kaltwasserreservoir verbleibt, so würde auch dann die Pumpe 4 das sich langsam erwärmende Wasser vom Kaltwasserreservoir ins Warmwasserreservoir pumpen, wie zuvor erläutert.
Durch die Umpumpvorgänge von zu warmer Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 ins Warmwasserreservoir 20 geht die vom Warmwasserreservoir ins Kaltwasserreservoir abgegebenen Wärmeenergie nicht verloren, sondern wird genutzt.
Eine weitere Möglichkeit von dem Warmwasserreservoir ins Wasser des Kaltwasserreservoirs verlorene Wärmeenergie zurück zu gewinnen bietet folgender Aufbau. Das Kaltwasserreservoir und das Warmwasserreservoir werden über eine Leitung verbunden. Durch diese Leitung kann unmittelbar Wasser aus dem Kaltwasserreservoir ins Warmwasserreservoir fließen, aber nur wenn das Wasser im Kaltwasserreservoir erwärmt ist, beispielsweise 25°C oder mehr, und das Wasser im Warmwasserreservoir ebenfalls über einer bestimmten Temperatur warm ist. Die dafür notwendige Temperatur des Wassers im Warmwasserreservoir 20 sollte höher sein als die eingestellte Temperatur am vorzugsweise vorhandenen thermostatischen Mischer 15, welcher das Wasser aus dem Warmwasserreservoir auf eine für die Warmwasserentnahmestelle passende Temperatur mischt. Ein Thermoventil lässt nur Wasser aus dem Kaltwasserreservoir in die oben erwähnte Verbindungsleitung zwischen Kaltwasserreservoir und Warmwasserreservoir welches beispielsweise 25°C oder wärmer ist und ein anderes Thermoventil lässt dieses Wasser nur in das Warmwasserreservoir, wenn das Warmwasserreservoir eine bestimmte, eingestellte Temperatur aufweist. Diese Verbindung zwischen Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20 kann, einschließlich der beiden Thermoventile 7, besonders vorteilhaft in der Trennvorrichtung zwischen Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20, beispielsweise einem Kolben 6, angeordnet werden. Damit das Warmwasserresesrvoir das kühlere Wasser aus dem Kaltwasserreservoir aufnehmen kann ohne selbst zu sehr abzukühlen, wird das Wasser des Warmwasserreservoirs vorzugsweise auf eine höhere Temperatur geheizt. Eine/die elektronische Steuerungseinheit kann diese Temperaturerhöhung mit der Hilfe eines Temperaturfühlers und eines Heizelementes durchführen, sobald das Kaltwasserreservoir 21 nicht vollständig entleert ist, z. B. sobald die ”Puffermenge” teilweise genutzt wurde, was die Steuerungseinheit wiederum mit Hilfe eines Kolbensensors feststellen kann. Wenn beide Temperaturvoraussetzungen erfüllt sind, somit beide Thermoventile geöffnet sind, gibt es eine offene Verbindung zwischen dem Kaltwasserreservoir 21 und dem Warmwasserreservoir 20, vorzugsweise durch ein Rückschlagventil o. ä. auf die Fließrichtung zum Warmwasserreservoir beschränkt. Dies hat zur Folge, dass, solange die beiden Temperaturvoraussetzungen gegeben sind, der Kolben sich, trotz einer Warmwasserentnahme aus dem Warmwasserreservoir, nicht weiter bewegt. Der aktuelle Entnahmestand der ”Puffermenge” bleibt also zunächst erhalten, lediglich die Temperaturen im Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20 ändern sich durch das Fließen von Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 ins Warmwasserreservoir. Wenn das Warmwasserreservoir hinreichend warm geregelt werden kann, hängt dieser Vorgang des Strömens vom Kaltwasserreservoir 21 ins Warmwasserreservoir 20 nur noch von der Temperatur des Kaltwasserreservoirs ab. Der Kolben bewegt sich demnach erst dann weiter in Richtung Warmwasserreservoir und überschreitet die ”Puffermenge” erst dann, wenn die Temperatur in dem Kaltwasserreservoir unter z. B. 25°C fällt. Dadurch hat das Kaltwasserreservoir seine Wärmeenergie, die es zuvor durch Abwärme aus dem Warmwasserreservoir aufgenommen hat, wieder nahezu oder sogar vollständig an das Warmwasserreservoir abgegeben. Diese Wärmeenergie ist also nicht verloren, sondern wird genutzt. Dabei sollte beachtet werden, dass das Wasser des Kaltwasserreservoirs vorzugsweise nicht zu lange in einem bezüglich Legionellenvermehrung kritischen Temperaturbereich verweilt. Die thermische Isolierung zwischen Warmwasserreservoir und Kaltwasserreservoir sollte demnach entweder nicht zu gut, oder nahezu vollständig sein, damit der Vorgang des Wärmeübertritts von dem Warmwasserreservoir ins Kaltwasserreservoir nicht zu lange Zeit in Anspruch nimmt, oder aber praktisch nicht in den bezüglich Legionellenvermehrung kritischen Temperaturbereich kommt. Der Wärmeübertritt ins Kaltwasserreservoir 21 ist aus energetischer Sicht aber nicht nachteilig, da diese Wärme später wieder zurück gewonnen, bzw. genutzt wird. Auch ist die Verwendung eines zusätzlichen Heizelementes an dem Kaltwasserreservoir 21 eine Möglichkeit, die Dauer im für Legionellen günstigen Temperaturbereich kurz zu halten. Da die Legionellen doch einen längeren Zeitraum zur Vermehrung benötigen, ist eine entsprechend sichere Regelung problemlos möglich. Vorzugsweise sollte das Warmwasserreservoir sogar eine Wassertemperatur aufweisen, die eine thermische Desinfektion ermöglicht. Ggf. kann die Temperatur im Kaltwasserreservoir sogar der im Warmwasserreservoir entsprechen. Bei Verwendung eines Heizelementes am Kaltwasserreservoir darf das Kaltwasserreservoir in dieser Arbeitsphase des erfindungsgemäßen Systems sogar warmer werden als das Warmwasserreservoir. Dadurch würde die Temperatur des Kaltwasserreservoirs 21 über der am thermostatischen Mischer 15 eingestellten Temperatur liegen. Das Wasser für den Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15 wird bei dieser erfindungsgemäßen Anordnung vorzugsweise nicht dem Kaltwasserreservoir 21 entnommen, sondern dem Zulauf des Kaltwasserreservoirs 21 aus der Kaltwasserleitung. Auch ohne Rückschlagventil zwischen diesem Anschluss und dem Kaltwasserreservoir würde, während dieser Arbeitsphase des erfindungsgemäßen Systems, kein Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15 fließen. Erst wenn, wie weiter unten beschrieben, die ”Puffermenge” überschritten wird, was, wie oben erläutert, aber erst bei Kaltwasserreservoirtemperaturen unter den z. B. eingestellten 25°C der Fall wäre, würde Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 über das Kaltwasserreservoir 21 zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15 fließen.
Kann man eine jederzeit hinreichend hohe Ausgangstemperatur in dem Warmwasserreservoir gewährleisten, z. B. durch gute Isolierung, hinreichend starke Heizelemente und/oder entsprechend warmer Nachschub aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14, so ist die Anordnung eines Thermoventils für die oben erwähnte Verbindungsleitung auf der Seite des Warmwasserreservoirs nicht notwendig. Dieses Thermoventil ist ebenfalls überflüssig, wenn man vorrangig verhindern will, dass lauwarmes oder warmes Wasser in den zweiten Leitungsabschnitt 2 gelangen könnte. Aber nur bei nicht hinreichender Temperatur im Warmwasserreservoir 20 könnte dann der Fall einer vorübergehenden Temperaturabsenkung des an der Warmwasserentnahmestelle entnommenen Wassers kommen. Wie zuvor an anderer Stelle bereits erläutert, kann es nach einer „Zirkulationsphase” des Behälters 5 bei bestimmten Systemaufbauten und Entnahmevorgängen ggf. nicht zur vollständigen Füllung des Kaltwasserreservoirs kommen. Auch in diesem Fall kommt es durch den zuvor beschriebenen Aufbau und die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Systems zur Nutzung der vom Warmwasserreservoir ins Kaltwasserreservoir übergetretenen Wärmeenergie.
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/Thermoweiche. 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 15. Bei Verwendung hydraulischer Mischer gilt: Je warmer dieses Wasser wird, desto mehr fließt zum thermostatischen Mischer 15 und entsprechend weniger in das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5. Der thermostatische Mischer 15 öffnet mit zunehmender Temperatur am Kaltwassereingang diesen immer mehr und schließt im gleichen Maße den Warmwassereingang. Sobald das ankommende Wasser die gleiche, und somit die richtige Temperatur, hat oder aber wärmer ist als der thermostatische Mischer 15 eingestellt ist, fließt das warme Wasser vollständig aus dem ersten Leitungsabschnitt über den Warmwasserausgang des Thermoventils zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15 und von dort weiter in Richtung Entnahmestelle. Durch diese Abläufe gelangt weniger lauwarmes Wasser in das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5; dessen Abkühlung ist somit geringer. Das lauwarme Wasser der zweiten Übergangsphase, nachdem das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 also durch nach strömendes kaltes Wasser in Richtung Behälter 5 befördert wurde, gelangt bei dieser Anordnung aber wieder vollständig in das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5. Eine höhere Temperatur des Wassers im Warmwasserreservoirs 20 des Behälters 5 ist auch hierbei vorteilhaft, da die Wassertemperatur des Warmwasserreservoirs 20 des Behälters 5 somit auch nach der Beimischung von lauwarmem Wasser noch mindestens die eingestellte Temperatur eines thermostatischen Mischers 15 erreichen kann. Somit ist bei Verwendung eines thermostatischen Mischers 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 zentralen Warmwasserbevorratung 14, einem ersten Leitungsabschitt 1 und zweiten Leitungsabschnitt 2 und einer Pumpe, wobei das Warmwasserreservoir über ein Thermoventil mit warmer Wasser gefüllt wird und u. a. auch nach wiederholter Warmwasserentnahme dem Warmwasserreservoir noch hinreichend warmes Wasser entnommen werden kann, angemeldet.
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. In der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 ist dies offenbart und angemeldet. Das warme oder sogar heiße Wasser gelangt in das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 oder unmittelbar zum Warmwassereingang des thermostatischen Mischers 15. Das lauwarme Wasser wird zum Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers und zum Warmwasserreservoir 20 des Behälters geleitet. Dadurch wird, wenn die Wassertemperatur des Warmwasserreservoirs 20 des Behälters 5 höher ist als die eingestellte Temperatur des thermostatischen Mischers 15, ein Teil des lauwarmen Wassers unmittelbar zur Mischung richtig temperierten Wassers am Kaltwassereingang des thermostatischen Mischers 15 genutzt. Entsprechend weniger lauwarmes Wasser gelangt in das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5.
Bei allen erdenklichen Anordnungen der Systeme, bei denen lauwarmes Wasser in das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 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 warmer oder heißem Wasser. Das Warmwasserreservoir 20 des Behälters kann so grundsätzlich ggf. auf einem etwas niedrigeren Temperaturniveau betrieben werden.
Bei allen erdenklichen Anordnungen der Systeme mit thermostatischen Mischern 15 bei den Behältern 5, welcher bei allen Systemen vorzugsweise angeordnet werden sollte und nur zu Gunsten besserer Übersichtlichkeit in den Figuren nicht gezeigt wird, ist auch eine andere spezielle Art der Zwischenlagerung des lauwarmen ”Übergangswassers” besonders vorteilhaft. Wenn die Thermoweiche bei ansteigenden, aber noch relativ niedrigen Wassertemperaturen, das ankommende Wasser bereits in Richtung Kaltwasserreservoir 21 leitet, beispielsweise oberhalb von 25°C, so wird dieses durch einen Wärmetauscher zum Kaltwasserreservoir 21 geleitet. Die Übergangswassermenge, also der erste Schwall warmen Wassers der an und in der zuvor kalten Wasserleitung zunächst auskühlt, ist nur eine geringe Wassermenge. Beispielhaft kann von einem Liter Übergangswasser bei einem Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschitts 1 von drei Litern ausgegangen werden. Sobald das ankommende Wasser eine für das Warmwasserreservoir 20 hinreichende Wassertemperatur hat, schaltet die Thermoweiche um und leitet das Wasser ins Warmwasserreservoir 20. Während das Übergangswasser in den Wärmetauscher geleitet wurde, ist ebenfalls kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 durch den Wärmetauscher zum thermostatischen Mischer 15 geströmt, wo es der Temperaturregelung des warmen Wassers hinterm thermostatischen Mischer 15 diente. Im Wärmetauscher ist somit Wärmeenergie des Übergangswasser auf das kalte Wasser übertragen worden, welches zum thermostatischen Mischer 15 geströmt ist. Da dadurch weniger warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 benötigt wurde, ist die Wärmeenergie der Übergangswassermenge sinnvoll genutzt worden, bzw. wird bei weiterer Warmwasserentnahme mit der dazugehörigen Beimischung kalten Wassers vollständig genutzt. Andererseits kann eine geeignete Ventilanordnung bei Systemen mit Rückwärtszirkulation dazu beitragen, dass das warme Wasser durch noch im Wärmetauscher befindliches lauwarmes Wasser zurückgedrückt wird, was ebenfalls zu einer besseren Nutzung des zurück strömenden warmen Wassers im ersten Leitungsabschitt 1 führt, entweder bei einem Behälter 5 mit Warmwasserentnahmestelle 12, oder bei einer Warmwasserentnahmestelle 12 ohne Behälter 5 oder bei einem ZR-Auffangbehälter 29.
Natürlich muss bei allen Anordnungen mit Hilfe geeigneter Ventile die Fließrichtung der Wasserströme ggf. zusätzlich gesteuert werden.
In der Anmeldung EP1215973.4 werden auch Anordnungen mit separaten Reservoirs für lauwarmes Wasser gezeigt, entweder dem Warmwasserreservoir 20 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 EP1215973.4 seien hier erwähnt. Solche oder ähnliche Anordnungen mit separaten Reservoirs sind bei Anordnungen eines erfindungsgemäßen Systems mit Hilfe eines thermostatischen Mischers vorteilhaft anwendbar.
Mit dem Begriff „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. Grundsätzlich kann es sich dabei um eine mechanisch oder hydraulisch oder elektrisch/elektronisch arbeitende Vorrichtung handeln, oder aus einer Kombination von mechanisch und/oder hydraulisch und/oder elektrisch/elektronisch arbeitenden Vorrichtungen bestehen. Die Steuerung der Thermoweiche kann innerhalb der Thermoweiche stattfinden, oder aber durch eine externe Steuerung geregelt werden. Jede Thermoweiche hat wenigstens zwei Ausgänge für unterschiedlich temperiertes Wasser. Es sind aber auch erfindungsgemäße Anordnungen der Thermoweichen möglich oder besonders bevorzugt, die wenigstens drei Ausgänge für unterschiedlich temperiertes Wasser haben. Das betrifft insbesondere Ausführungen der Behälter 5, deren Aufbau und Anordnung sich an der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 orientieren, bzw. zumindest Teile deren erfindungsgemäßen Aufbaus nutzen.
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.
Die Thermoweichen in den Figuren dieser Anmeldung sind beispielhaft immer elektronisch gesteuerte Ventile. Dabei öffnet das eine Ventil nur oberhalb einer bestimmten Wassertemperatur und das andere Ventil nur unterhalb einer bestimmten Wassertemperatur. Wenn die Funktionsweise des Systems ggf. auch ein gezieltes Schließen aller Ventile der Thermoweiche erfordert, so sind solche Ausführungen mit elektrisch gesteuerten Ventilen die bevorzugte Ausführungsform. Andererseits sind beispielsweise aber auch Ausführungsformen möglich, bei denen ein elektrisch gesteuertes Ventil grundsätzlich regelt, ob der Durchfluss zugelassen wird oder nicht, und hydraulische oder mechanische oder elektrische Weichen die Fließrichtung des ankommenden Wassers bestimmen. Thermoventile 7 gem. hier dieser Anmeldung sind hingegen allgemein Ventile, die nur Wasser oberhalb oder unterhalb einer bestimmten Temperatur durchlassen, d. h. sie schließen/öffnen bei einer bestimmten Wassertemperatur. In den Figuren dieser Anmeldung öffnen die Thermoventile 7 beispielhaft immer oberhalb einer bestimmten Temperatur.
„Dreiwegethermoventile” (Drei Ausgänge: kalt, lauwarm, warm) gem. der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 können auch bei Systemen gem. der Anmeldung EP1215973.4 , dem Patent EP 1517097 , der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und auch hier dieser Patentanmeldung ohne Verwendung eines thermostatischen Mischers vorteilhaft eingesetzt werden. In diesem Fall kann das Wasser z. B. so geleitet werden: Das kalte Wasser in das Kaltwasserreservoir, das lauwarme Wasser in das Warmwasserreservoir und richtig temperiertes warmes Wasser wird von der „Dreiwegethermoweiche” unmittelbar zur Entnahmestelle weitergeleitet. In diesem Fall sollte die Temperatur des Warmwasserreservoirs 20 des Behälters 5 vorzugsweise der Warmwassertemperatur der zentralen Warmwasserbevorratung entsprechen. Bei einer solchen Anordnung ist eine Art Auffangkammer für das, bzw. 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 Temperaturschwankungen.
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 warmer 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 der Teil 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. Dieses Temperaturdefizit kann kompensiert werden. Z. B. durch ein hinreichend schnelles Erwärmen auf die gewünschte Entnahmetemperatur. Oder eine Beimischung dieses für die Entnahmestelle noch nicht hinreichend warmen Wassers. Diese Wirkungsweisen können grundsätzlich bei allen Systemen gem. dem Patent EP1517097 , der Anmeldung EP 1215973.4 , der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 , der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und dieser Patentanmeldung genutzt und sinnvoll eingesetzt werden.
Die Behälter der Systeme gem. dem Patent EP 1517097 , der Anmeldung EP 12159873.4 , der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 , der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und dieser Anmeldung können vorzugsweise zusätzlich, neben ihrer Funktion der energiesparenden Warmwasserversorgung, durch spezielle Anordnungen, 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 20, oder das Warmwasser- und das Kaltwasserreservoir, oder das Kaltwasserreservoir 21 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 können 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. Silber, oder Kupfer zusammen mit UV-Licht.
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. Dabei sind wie immer die Mindestbestrahlungsdauer und die Stärke für eine hinreichende Entkeimung zu beachten. 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.
Bei erfindungsgemäßen Systemen, bei denen das Kaltwasserreservoir 21 der Behälter 5 durch Peltierelemente gekühlt wird, z. B. indem diese die Wärmeenergie aus dem Kaltwasserreservoir 21 ins Warmwasserreservoir 20 befördern, kann das Kaltwasserreservoir 21 auch von kaltem Wasser auf dem Weg zur Kaltwasserentnahmestelle durchströmt werden. Ist in dem Kaltwasserreservoir eine UV-C-Leuchte installiert, wird auch das kalte Wasser bei hinreichender Bestrahlungsdauer vor der Kaltwasserentnahmestelle noch entkeimt. Das Peltierelement gewährleistet in diesem Fall, dass das Wasser im Kaltwasserreservoir nicht warm oder lauwarm wird. Somit kommt auch nur kaltes Wasser zur Kaltwasserentnahmestelle. Ist das Kaltwasserreservoir von dem Warmwasserreservoir so gut thermisch isoliert, oder leitet das Kaltwasserreservoir überschüssige Wärmeenergie seines Wasserinhalts hinreichend ab, dass die Wassertemperatur und Qualität den Anforderungen an kaltes Wasser genügt, ist die beschriebene Funktionsweise des Kaltwasserreservoirs zur Entkeimung durchströmenden kalten Wassers ggf. auch ohne den Einsatz von Peltierelementen möglich. Vorzugsweise sollten, sobald verfügbar, UV-C-LEDs das Kaltwasserreservoir entkeimen, da diese weniger Wärmeenergie an das Kaltwasserreservoir abgeben und somit das kalte Wasser nicht ungewollt erwärmt wird. Außerdem ist es möglich, dass während der Ruhephasen des ersten Leitungsabschnitts 1, in denen also nur kaltes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 und im zweiten Leitungsabschnitt 2 ist, das kalte Wasser im ersten und zweiten Leitungsabschnitt mittels Pumpe zirkulieren zu lassen und dieses dabei an der Entkeimungsvorrichtung, z. B. der UV-C-Leuchte, vorbei strömen zu lassen, z. B. durch das Kaltwasserreservoir mit UV-C-Leuchte. Dadurch kann neben dem Effekt der Entkeimung des Wassers aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 und dem zweiten Leitungsabschnitt 2 ggf. ungewollte überschüssige Wärmeenergie im Wasser des Kaltwasserreservoirs 21 zwar nicht genutzt, aber abtransportiert werden. Oder aber sehr kaltes Wasser, z. B. durch Peltierelemente herunter gekühlt, durch etwas wärmeres Wasser aus den beiden Leitungsabschnitten ersetzt werden, was ggf. dem Warmwasserreservoir des Behälters 5 bzw. der Leistungsunterstützung eines Peltierelementes dienlich sein kann. Peltierelemente können so effektiver das Warmwasserreservoir heizen. Nutzt man die Kaltwasserleitung als zweiten Leitungsabschnitt 2, wie an anderer Stelle dieser Anmeldung erläutert, so kann durch das Zirkulieren vorbei an der UV-C-Leuchte auch das Wasser der Kaltwasserleitung entkeimt werden. Wird nicht die Kaltwasserleitung als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt, so ist, durch geeignete Ventilanordnungen gesteuert, auch ein Zirkulieren kalten Wassers über den zweiten Leitungsabschnitt 2 und die Kaltwasserleitung vorbei an der UV-C-Leuchte möglich, mit der entsprechenden Entkeimung des Wassers, ggf. ebenfalls durch das Kaltwasserreservoir des Behälters 5. Solche speziellen Anordnungen können besonders bei hygienisch anspruchsvollen Gebäuden vorteilhaft eingesetzt werden.
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. Herkömmliche Leuchtröhren brauchen allerdings eine gewisse Zeit um auf die volle Leistung zu kommen. Deshalb bieten sich für diesen Einsatzzweck UV-C-LEDs an.
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 an Bedeutung, da zunehmend auch in diesem Bereich Probleme auftreten. Eine Ursache scheint 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. Oder aber schlecht isolierte, zu nahe verlegte Warmwasserleitungen, geben zu viel Wärmeenergie an die Kaltwasserleitungen ab. Hier bietet das erfindungsgemäße System, zusätzlich zu und ebenso wie die Patentanmeldung EP121598734 , die deutsche Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 , das Patent EP 1517097 und die deutsche Anmeldung 10 2013 008 991.3 eine deutliche Verbesserung. Durch die meist kalte Warmwasserleitung als erster Leitungsabschitt 1 wird von dieser so gut wie keine Wärmeenergie unerwünscht an Kaltwasserleitungen abgegeben.
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 gern. dem Patent EP 1517097 , der Anmeldung EP12159873.4 , der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 und der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 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 fast nicht vor. Durch diese in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen des erfindungsgemäßen Systems wird länger verweilendes lauwarmes Wasser in den zweiten Leitungsabschnitten, die üblicherweise als Zirkulationsleitungen bezeichnet werden, zusätzlich praktisch verhindert. Dadurch fördern alle Leitungen die Legionellenvermehrung nicht, sondern wirken dieser entgegen.
In Zeiträumen der Nichtnutzung beinhaltet der erste Leitungsabschnitt 1 in erfindungsgemäßen Systemen kaltes Wasser. Ferner besteht die Möglichkeit, mit Hilfe von elektronischen Steuerungseinheiten 13 und Ventilen 9 gesteuert eine Verbindung zwischen Kaltwasserleitung 24 und dem ersten Leitungsabschnitt 1 herzustellen. Am ersten Leitungsabschnitt 1 können Wasserabläufe mit angeordneten Ventilen 9 angeordnet werden. Dies zusammen ermöglicht es, gezielt kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 und dem ersten Leitungsabschnitt 1 ablaufen zu lassen. Mit Hilfe der elektronischen Steuerungseinheiten 13 kann das erfindungsgemäße System dies gezielt so durchführen, dass es nicht zu Problemen beim Arbeitsablauf kommt. Setzt beispielsweise doch eine Warmwasserentnahme ein, die warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 erfordert, so kann der Ablaufvorgang, der an sich nur sehr kurz dauert, sofort abgebrochen werden. Bei geeigneter Anordnung von mehr als einem Wasserablauf mit angeordnetem steuerbaren Ventil 9 und mehr als einer steuerbaren Verbindungsmöglichkeit zwischen erstem Leitungsabschnitt 1 und Kaltwasserleitung 24 besteht die Möglichkeit, das kalte Wasser des ersten Leitungsabschnitts 1 und der Kaltwasserleitung 24 teilweise auch nur abschnittsweise ablaufen zu lassen. Dadurch kann man gezielt nur aus den Abschnitten das kalte Wasser entfernen, in denen dies unerwünscht lange gestanden hat. Außerdem kann dies dadurch ggf. zeitgleich mit Warmwasserentnahmen an anderen Abschnitten des ersten Leitungsabschnitts 1 geschehen. Diese Vorgänge können zeitabhängig gesteuert werden. Mit Hilfe von Temperaturfühlern 17 kann dies aber auch temperaturabhängig geschehen, beispielsweise wenn die Kaltwasserleitung 24 Wasser mit einer zu hohen Temperatur bevorratet, oder es werden beide Kriterien zur Steuerung des Vorgangs herangezogen.
Das regelmäßige Entleeren von selten genutzten Leitungsabschnitten wirkt einer zu hohen Keimbelastung entgegen, ebenso das Einhalten von hinreichend niedrigen Kaltwassertemperaturen.
Bei den erfindungsgemäßen System ist es, bei geeigneter Anordnung, grundsätzlich möglich, gezielt, sporadisch oder auch regelmäßig, die Warmwasserleitung als ersten Leitungsabschnitt 1, die Zirkulationsleitung als zweiten Leitungsabschitt 2 und auch das kleine Leitungsstück zwischen Behälter 5 und Warmwasserentnahmestelle 12 thermisch zu desinfizieren. So kann heißes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 mit Hilfe der Pumpe 4 über die Warmwasserleitung, also dem ersten Leitungsabschnitt 1, bis zum und in den Behälter, und über die Zirkulationsleitung, als zweiten Leitungsabschnitt 2, zurück bis in die zentrale 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. Bei bezüglich Wasserhygiene anspruchsvollen Gebäuden wie Krankenhäuser, Altenheime, Hotels, Schulen etc. kann man auch dieses kurze Leitungsstück zwischen Behälter 5 und Warmwasserentnahmestelle permanent zirkulierend thermisch desinfizieren oder aber während keine Warmwasserentnahme stattfindet, wenn man unmittelbar an der Entnahmestelle eine Verbrühschutzvorrichtung installiert, z. B. ein thermostatischer Mischer.
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 4 befördert anschließend das heiße Wasser durch den zweiten Leitungsabschnitt 2, ggf. die zentrale Wassererwärmungsvorrichtung, den ersten Leitungsabschnitt 1 und ggf., wie zuvor bereits beschrieben, auch durch das kurze Leitungsstück zwischen Behälter 5 und Warmwasserentnahmestelle 12.
Bei Anlagen mit zentraler Warmwasserbevorratung 14, 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 14 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 14, 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 (über 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 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 (über 70°C) des Warmwasserreservoirs des Behälters nur das kurze Leitungsstück zwischen Behälter 5 und Warmwasserentnahmestelle 12 thermisch desinfizieren, so ist ggf. die Anordnung einer zusätzlichen kleinen oder sehr kleinen Pumpe am Behälter vorteilhaft. Mit dieser kann, wie oben beschrieben, das kurze Leitungsstück zwischen Behälter 5 und Warmwasserentnahmestelle 12 zirkulierend thermisch desinfiziert werden. Ein Systemaufbau mit Behältern 5 mit in Behälternähe, oder unmittelbar an den Behältern 5, angeordneten Pumpen, erweitert und angelehnt an Pumpenanordnungen wie in 2 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 , ermöglichen mit Hilfe von Ventilen die zusätzliche Einsatzmöglichkeit der Pumpen für Zwecke der thermischen Desinfektion, neben dem eigentlichen Sinn dieser Pumpe.
Wie zu 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 beispielhaft beschrieben, bieten erfindungsgemäße Systeme, bei entsprechender Anordnung und passender Arbeitsweise, technisch auch die Möglichkeit, dass eine thermische Desinfektion nur im ersten Leitungsabschitt 1 durchgeführt wird, nicht aber im zweiten Leitungsabschitt 2. Dies ist dann von Bedeutung, wenn die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 genutzt wird. Dabei kann, je nach Art des erfindungsgemäßem Systems, sogar gewährleistet werden, dass kein Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 in den zweiten Leitungsabschitt 2 gelangt. Das System kann ggf., zeitweise oder auch ständig, auch während der thermischen Desinfektion weiterhin genutzt werden.
Sämtliche beschriebenen thermischen Desinfektionen können aber auch mit einer chemischen Desinfizierung so oder ähnlich durchgeführt werden. Ein vorteilhafte Möglichkeit einer chemischen Desinfektion könnte bei den erfindungsgemäßen Systemen dadurch erreicht werden, dass dem im Ruhezustand kalten Wasser im ersten Leitungsabschitt 1 und zweiten Leitungsabschitt 2 ein chemischer Zusatz zugeführt wird, und dabei durch den ersten Leitungsabschitt 1 und zweiten Leitungsabschitt 2 zirkuliert. Durch die Thermoweichen bei den Behältern 5 kommt kein Wasser mit chemischen Zusätzen in die Warmwasserreservoirs 20. Nach der chemischen Desinfektion wird das Wasser mit chemischen Zusätzen ggf. wieder gegen nicht chemisch versetztes Wasser ausgetauscht. Je nach Art des chemischen Zusatzes ist diese Art der chemischen Desinfektion ggf. aber nur möglich, wenn nicht die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 genutzt wird. Auf jeden Fall bieten die Sensoren, die Ventile, die Pumpe und die elektronischen Steuerungseinheiten der erfindungsgemäßen Systeme grundsätzlich die Möglichkeit einer dahingehenden Erweiterung der Systeme ohne großen weiteren technischen Aufwand.
Bezüglich der UV-C-Entkeimung werden sich zukünftig einige deutliche Verbesserungen oder Vereinfachungen ergeben, da die Entwicklung von UV-C-LEDs 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. Außerdem erreichen LEDs schnell ihre volle Leistung, anders als Leuchtröhren. Dadurch kann ggf. auf eine permanente Bestrahlung verzichtet werden und die Bestrahlung durch UV-C-LEDs bedarfsgerecht durchgeführt werden.
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 5 des erfindungsgemäßen Systems mit einem thermostatischen Mischer ausgestattet ist. Dieser kann, wie weiter oben beschrieben, bei geeigneter Anordnung einen Verbrühschutz gewährleisten. Ebenfalls bei Versorgung des Leitungssystems inkl. der erfindungsgemäßen Behälter 5 mit sehr heißem Wasser, z. B. solar erwärmtes Trinkwasser, besteht bei diesen Anordnungen ein Verbrühschutz an der Entnahmestelle 12. Für den Fall, dass sehr heißes Wasser über den ersten Leitungsabschnitt 1 zum erfindungsgemäßen Behälter 5 gelangt, welcher mit thermostatischem Mischer 15 ausgestattet ist, ergibt sich sogar noch ein besonderer Effekt bezüglich der Füllung des Warmwasserreservoirs des Behälters. Da das Wasser am Warmwassereingang des Mischers 15 zu heiß ist, wird kühleres Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 beigemischt. Das Kaltwasserreservoir 21 leert sich und in gleichem Maße füllt sich das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 mit heißem oder sogar sehr heißem Wasser. Nutzt man, wie in der Anmeldung EP 12159873.4 , der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 und der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 beschrieben, u. a. die Kaltwasserleitung 24 zur Bereitstellung kalten Wassers für das Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5, so kann man die Füllung des Warmwasserreservoirs 20 des Behälters 5 dahingehend steuern, dass vor einer zu großen Füllung des Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 diese durch das Öffnen des Ventils zwischen Kaltwasserleitung 24 und Kaltwasserreservoir 21 des Behälters 5 unterbrochen wird. Denn wenn kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 in das Kaltwasserreservoir 21 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 20 des Behälters 5 geschehen, dass dieser bei der abschließenden Zirkulationsphase, bei der das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 durch nach strömendes kaltes Wasser in das Warmwasserreservoir 20 befördert wird, noch das warme oder heiße Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 aufnehmen kann. Wenn das Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 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, z. B. durch Nutzung sehr heißen, solar erwärmten Wassers beitragen.
Für die Zeit der thermischen Desinfizierung des kurzen Leitungsstücks zwischen Behälter 5 und Warmwasserentnahmestelle 12 besteht die Möglichkeit, das Leitungssystem oder auch nur das kurze Leitungsstück zur Entnahmestelle, bei geeigneter Anordnung, durch gezielte Ventilansteuerungen drucklos zu machen. Eine entsprechend arbeitender Verbrühschutz ist bei allen thermischen Desinfektionen möglich. Bei Anordnungen von Warmwasserzirkulationssystemen ohne Behälter 5 kann ebenfalls das gesamte System drucklos gemacht werden.
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 sie auch in dem Patent EP 1517097 , der Anmeldung EP 12159873.4 , der deutschen Anmeldung 10 2012 011 042.1 und der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 erläutert oder erwähnt werden, 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 warmer Wasser, oder auch Kombinationen aus verschiedenen Arten der Trennung, seien hier beispielhaft genannt. Z. B. trennen zwei Ausdehnungsgefäße, eines als Kaltwasserreservoir 21 und das andere als Warmwasserreservoir 20 angeordnet, 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 bezieht sich in den Beschreibungen 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, bzw. die Bezeichnung „Kolbensensor” ist für Aufbauten ohne Kolben als thermische Trennvorrichtung zwischen Warmwasserreservoir 20 und Kaltwasserreservoir 21 ganz allgemein als Füllstandsensor zu verstehen, bzw. zu betrachten. Zur Verwendung als Kolbensensor, bzw. Füllstandsensor, eignen sich verschiedene Arten von Sensoren, z. B. Laser, Ultraschall, mechanische Vorrichtungen oder aber besonders 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 5, z. B. auf die Puffermenge bezogen, rein über die elektronische Steuerungseinheit 13 anpassen. Natürlich ist auch ein rein mechanisches Versetzten der Sensoren eine einfache Möglichkeit der Anpassung oder Einstellung. Ist der Kolben geführt, d. h. er kann sich beim Hin- und Herbewegen nicht ungewollt drehen, so ist ein exaktes Führen eines einzelnen Magneten vorbei am Reedschalter möglich. Leitungen, welche nicht genau mittig durch den Behälter 5 und somit auch nicht mittig durch den Kolben führen, z. B. auch die UV-C-Leuchten-Quarzglasrohre, übernehmen automatisch nebenbei die Funktion der Kolbenführung.
Technisch möglich ist bei allen Anordnungen des erfindungsgemäßen Systems die Nutzung einer Kaltwasserleitung 24 als zweiten Leitungsabschnitt 2, 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 5 und Kaltwasserleitung 24 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, was insbesondere bei hygienisch anspruchsvollen Gebäuden wie Krankenhäusern, Altenheimen, Hotels u. ä. vorteilhaft anwendbar ist. In EP 1517097 und EP 12159873.4 sind zahlreiche solcher Anordnungen mit Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 aufgezeigt und auf die erfindungsgemäßen Systeme nach dieser Anmeldung anwendbar/übertragbar.
In 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und den 1 bis 4, 11 und 13 dieser Anmeldung wird gezeigt, wie ein erfindungsgemäßes System die Kaltwasserleitung 24 als zweiten Abschnitt 2 nutzen kann, ohne dass Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 in den zweiten Leitungsabschnitt 2 gelangt, bzw. gelangen kann, was den Vorschriften mancher Ländern nachkommt, dass kein Wasser aus der Warmwasserleitung, bei den erfindungsgemäßen Systemen der erste Leitungsabschitt 1, in die Kaltwasserleitung 24 gelangen darf. Diese Vorsichtsmaßnahme soll die Verkeimungsgefahr reduzieren. Die Kaltwasserleitung 24 wird aus Richtung erstem Leitungsabschnitt 1 nur zur hydraulischen Kraftübertragung und zum Bewegen von, systemgrößenabhängig, limitierten Flüssigkeitsmengen, also zum hydraulischen Arbeiten, genutzt. Andererseits darf Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschnitt 2 in den ersten Leitungsabschnitt 1 gelangen. Ziele sind u. a., wie bei allen erfindungsgemäßen Systemen dieser Anmeldung, als auch bei Systemen gem. Patent EP1517097 , der Anmeldung EP12159873.4 , der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 und der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 , dass das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 nach einer Nutzung des ersten Leitungsabschnitts 1 wieder, rechtzeitig bevor es auskühlt, durch kaltes Wasser ersetzt wird, wodurch in der Folge keinerlei Wärmeverluste im ersten Leitungsabschnitt 1 stattfinden, und trotzdem, u. a. mit Hilfe der Behälter 5 in Nähe der Warmwasserentnahmestellen 12, rasch und durchgehend warmes Wasser zur Verfügung steht. Es werden somit insbesondere durch permanente Einhaltung hygienisch vorteilhafter Temperaturniveaus hygienisch besonders vorteilhafte Systeme zur Warmwasserversorgung gezeigt.
In 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und den 1 bis 4, 11 und 13 dieser Anmeldung wird gezeigt, wie dies mit Hilfe von zwei separaten Kaltwasserreservoirs 21 bei jeweils einem Behälter 5 gelingen kann. In den Ausführungsbeispielen o. g. Figuren wird dies mit Hilfe von zwei Kolben 6, zwei Kaltwasserreservoirs 21 und einem Warmwasserreservoir 20 erreicht. Dabei bildet ein Kolben 6 eine Trennvorrichtung zwischen dem Wasser der Kaltwasserleitung 24 und dem Wasser des ersten Leitungsabschitts 1 als Warmwasserleitung. Aber auch alle anderen denkbaren und an anderer Stelle erwähnten Trennvorrichtungen zwischen Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20, und auch andere Anordnungen von Kaltwasserreservoirs 21 und Warmwasserreservoirs 20, sind möglich oder sogar vorteilhaft. Eine Anordnung, bei der beide Kaltwasserreservoirs 21 unmittelbar nebeneinander angeordnet sind können energetisch besonders vorteilhaft sein. So kann erreicht werden, dass ein ggf. stattfindender Wärmeübertritt vom Warmwasserreservoir 20 nur in ein Kaltwasserreservoir 21 unmittelbar stattfindet. Dies ist energetisch besser als ein Wärmeübertritt in zwei Kaltwasserreservoirs 21.
Kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 gelangt bei Ausführungen gem. oder ähnlich den 1 bis 4, 11 und 13 dieser Patentanmeldung nicht in die Kaltwasserleitung 24, sondern wird separat vom kalten Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 zwischengelagert, ggf. zur hydraulischen Kaftübertragung verwendet oder zum hydraulischen Arbeiten verwendet oder zum Mischen beim thermostatischen Mischer 15 verbraucht/verwendet.
Allgemein erläutert: Zunächst wird bis zum Verbrauch einer festgelegten Puffermenge dem Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5 warmes Wasser entnommen, wodurch der Kolben 6 zwischen dem einen Kaltwasserreservoir 21 und dem Warmwasserreservoir 20 sich in Richtung Warmwasserreservoir 20 bewegt und dieses Kaltwasserreservoir 21 in gleichem Maße mit kaltem Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 gefüllt. Sobald die Puffermenge aufgebraucht ist, schließt ein Ventil zwischen der Kaltwasserleitung 24 und diesem Kaltwasserreservoir 21 diese Verbindung. Dafür öffnet ein Ventil zwischen erstem Leitungsabschitt 1 und dem anderen Kaltwasserreservoir 21 des gleichen Behälters 5, aber nur so lange, wie kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 beim Behälter 5 ankommt. Dieses andere Kaltwasserreservoir 21 wird nun mit kaltem Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 gefüllt und der andere Kolben bewegt sich nun ebenfalls in Richtung Warmwasserreservoir 20. Es kann somit weiterhin warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 zur Warmwasserentnahmestelle 12 strömen. Das Warmwasserreservoir 20 ist so dimensioniert, dass es noch nicht vollständig entleert ist, wenn warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 den Behälter 5 erreicht. In einer folgenden Nachschubphase, und ggf. Vorwärtszirkulationsphase, wird das Warmwasserreservoir 20 weiter mit warmem Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 gefüllt. Der eine Kolben bewegt sich nun wieder in Richtung des Kaltwasserreservoirs 21, welches zuvor kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 aufgenommen hatte; dieses kaltes Wasser strömt nun zurück in die Kaltwasserleitung 24. In dem anderen Kaltwasserreservoir 21, welches mit dem ersten Leitungsabschitt 1 verbindbar ist, befindet sich ggf. noch kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1.
Bei solchen Systemen ohne ZR-Auffangbehälter 29, mit nur einer Förderrichtung der Pumpe 4 und bei denen kein ursprünglich aus dem ersten Leitungsabschitt 1 stammendes kaltes Wasser in die Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschitt 2 gelangen darf, wird dieses kalte Wasser bei dieser oder folgenden Warmwasserentnahmen verbraucht, vorzugsweise mit Hilfe eines thermostatischen Mischers 15. Denn der thermostatische Mischer 15, dessen eingestellte Mischertemperatur unter der Warmwassertemperatur des Warmwasserreservoirs 20 ist, benötigt bei einer Warmwasserentnahme auch kaltes Wasser zum Mischen auf die richtige Wassertemperatur für die Warmwasserentnahmestelle 12. Zuvor wurde bei solchen Systemen auch das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 mittels folgendem kalten Wasser in das Warmwasserreservoir 20 gepumpt, in der sogenannten Vorwärtszirkulation. Beim nächsten Unterschreiten des Pufferpegels, also nach Verbrauch der Puffermenge, muss und kann dieses kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 wieder im o. g. Kaltwasserreservoir 21 aufgenommen werden. (siehe 1 bis 4)
Bei solchen Systemen mit ZR-Auffangbehälter 29, zwei Pumpenförderrichtungen und bei denen kein ursprünglich aus dem ersten Leitungsabschitt 1 stammendes kaltes Wasser in die Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschitt 2 gelangen darf, wird das kalte Wasser, welches ursprünglich aus dem ersten Leitungsabschitt 1 stammte, nach der Maximalbefüllung des Warmwasserreservoirs 20 mittels einer Nachschubphasean warmem Wasser, wieder aus dessen Kaltwasserreservoir 21 in den ersten Leitungsabschitt 1 zurück befördert und schiebt das darin befindliche warme Wasser vor sich her in einen ZR-Auffangbehälter 29. Ggf. wird dieses warme Wasser auch unmittelbar zu einer Warmwasserentnahmestelle 12 oder in das Warmwasserreservoir 20 eines anderen Behälters 5 befördert. Aber auch bei solchen Systemen kann das kalte Wasser aus einem Kaltwasserreservoir 21, vollständig oder teilweise bereits von einem thermostatischen Mischer 15 benötigt, dem Kaltwasserreservoir 21 entnommen und somit verbraucht werden. Dafür oder für das zuvor erwähnte Zurückströmen warmen Wassers des ersten Leitungsabschitts 1 benötigtes weiteres kaltes Wasser kann aus der Kaltwasserleitung 24 nachströmen. (siehe 9 bis 13)
Wie zu den Figuren erläutert, können auch sehr komplexe Systeme mit Verzweigungen und Reihenanordnungen von Behältern 5 ohne jede direkte Kommunikation zwischen den elektronischen Steuerungseinheiten 13 der Behälter 5 untereinander und zwischen diesen und der elektronischen Steuerungseinheit 13 bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 betrieben werden. Jede elektronische Steuerungseinheit 13 kann allein mit den Informationen der beim Behälter 5 angeordneten Sensoren zuverlässig betrieben werden, auch für das Funktionieren des gesamten erfindungsgemäßen Systems. Bereits Systeme gemäß der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und alle Figuren dieser Patentanmeldung bieten die Möglichkeit warmes Wasser aus inzwischen ruhenden Abschnitten des ersten Leitungsabschitts 1, rückwärts strömend, durch kaltes Wasser zu ersetzen, und zwar nur durch eine Warmwasserentnahme an einer zu diesem Zeitpunkt noch genutzten Warmwasserentnahmestelle 12. Bei der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 aber nur, wenn die Warmwasserentnahmestellen 12 das warme Wasser aus einem Behälter 5 beziehen oder wenn ein synchronisiertes zeitliches Ablaufschema verwendet wird. Dies hat bereits bei Systemen gem der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 zur Folge, dass nur die tatsächlich genutzten Abschnitte des ersten Leitungsabschitts 1 mit warmer Wasser gefüllt bleiben, während aus den anderen Abschnitten das warme Wasser, bevor es zu sehr auskühlt, durch kaltes Wasser ersetzt wird.
In dieser Anmeldung werden darüber hinaus Systeme offenbart, bei denen mehrere Warmwasserentnahmestellen 12 am ersten Leitungsabschitt 1 angeordnet werden können, welche das warme Wasser weder unmittelbar aus einem Behälter 5 beziehen, noch alternativ auf ein zeitlich synchronisiertes Ablaufschema oder eine direkte Kommunikation untereinander angewiesen sind. Diese Warmwasserentnahmestellen 12 beziehen das warme Wasser aus einem Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 – wenn kurz zuvor warmes Wasser darin zum Stehen kam, über einen Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 aus einem Behälter 5 oder über einen Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14.
Ferner werden Systeme offenbart, die ohne ZR-Auffangbehälter 29 bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 auskommen können, bei denen also auch keine durch eine Pumpe 4 erzwungene Rückwärtszirkulation durchgeführt werden braucht. Bei diesen Systeme ist nur eine Förderrichtung einer Pumpe notwendig, ggf. für einen Warmwassernachschub und eine ”Vorwärtszirkulation”. Rückwärts können bei solchen Systemen aber trotzdem Warmwassermengen, durch Warmwasserentnahmen befördert, im ersten Leitungsabschitt 1 zu Warmwasserentnahmestellen 12 strömen. Dadurch kommt es bei sich zeitlich überschneidenden Warmwasserentnahmen an verschiedenen Warmwasserentnahmestellen 12 nicht zu im ersten Leitungsabschitt 1 zu sehr abkühlenden Warmwassermengen.
Neben Systemen mit Behältern 5 am ersten Leitungsabschitt 1, können auch Systeme zur Warmwasserversorgung ohne Behälter 5 in der Art betrieben werden, dass, wie oben erläutert, nur im noch genutzten Teil des Systems warmes Wasser im ersten Leitungsabschitt 1 verbleibt und warmes Wasser aus inzwischen ruhenden Abschnitten des ersten Leitungsabschitts 1 rückwärts strömend durch kaltes Wasser ersetzt wird. Das so verdrängte warme Wasser also dorthin strömt wo es sofort verbraucht wird, oder aber thermisch besser isoliert bevorratet werden kann. Wenn im System keine Behälter 5 angeordnet sind, so steht zwar bei einer einsetzenden Warmwasserentnahme an einer Warmwasserentnahmestelle 12 aufbaubedingt nicht unbedingt rasch warmes Wasser zur Verfügung, allerdings kann auch ein System ohne Behälter 5, aber mit ZR-Auffangbehälter 29, nach einer Warmwasserentnahme dafür sorgen, dass kein warmes Wasser im ersten Leitungsabschitt 1 stehen bleibt und dort auskühlt. Wie zu anderen Systemen beschrieben, kann das warme Wasser aus den inzwischen ruhenden Abschnitten des ersten Leitungsabschitts 1 zurück strömen, abschließend in den ZR-Auffangbehälter 29. An den Verzweigungen oder Übergangen der verschiedenen Abschnitte des ersten Leitungsabschitts 1 und bei der Verbindung zwischen zweitem Leitungsabschnitt 2 und erstem Leitungsabschitt 1 müssen allerdings geeignete Ventilanordnungen für ein gesteuertes Zurückziehen des warmen Wassers aus nicht mehr genutzten Abschnitten des ersten Leitungsabschitts 1 sorgen. Dies kann mit Hilfe von Temperaturfühlern, Bedarfssensoren und Ventilen gesteuert werden. Neben einer elektronischen Steuerungsmöglichkeit sind ggf. auch hydraulische und mechanische Steuerungen möglich.
Haben Systeme mit Rückwärtszirkulation keinen ZR-Auffangbehälter 29 oder Behälter 5, so kann sich das warme Wasser des Systems zwar durch Verbrauch bis auf den noch genutzten Teil des ersten Leitungsabschitts 1 zurück ziehen, aber im zuletzt noch genutzten Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 bleibt abschließend warmes Wasser stehen und kühlt aus, da es nicht in ein thermisch isoliertes und ggf. noch beheiztes Warmwasserreservoir 20 befördert werden kann.
Der ZR-Auffangbehälter 29 in 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und die ZR-Auffangbehälter 29 der 9 bis 12 dieser Anmeldung sind jeweils am Kaltwasserzulauf der zentralen Warmwasserbevorratung 14 angeordnet. Dadurch strömt beim Rückwärtsströmen Wasser aus dem Kaltwassereingang der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in die ZR-Auffangbehälter 29. Dies ist deutlich kühler als das aus dem ersten Leitungsabschitt 1 zurückströmende warme Wasser, denn es ist erst kurz zuvor in den kältesten Teil der zentralen Warmwasserbevorratung 14 geströmt und ist somit noch nicht hinreichend erwärmt. Wegen der deshalb geringeren Temperatur des Wassers im Warmwasserreservoir 20 des ZR-Auffangbehälters 29 ist demnach auch der Wärmeverlust durch Abkühlung geringer. Allerdings muss bei einer solchen Anordnung das Wasser auch durch die zentrale Warmwasserbevorratung 14 rückwärts strömen können, bzw. dürfen. Die ZR-Auffangbehälter 29 haben vorzugsweise ein spezielles Rückschlagventil 35 im Kolben 6, welches nur kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21, ggf. über das Warmwasserreservoir 20, in die zentrale Warmwasserbevorratung 14 strömen lässt, wenn das Warmwasserreservoir 20 des ZR-Auffangbehälter 29 leer ist. Umgekehrt lässt dieses spezielle Rückschlagventil 35 kein Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 ins Kaltwasserreservoir 21 durch, wodurch auch an dieser Stelle kein Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 oder der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in die Kaltwasserleitung 24 gelangen kann, auch wenn diese als zweiter Leitungsabschitt 2 verwendet wird. In 13 dieser Anmeldung ist der ZR-Auffangbehälter 29 so angeordent, dass dieser zurückströmendes warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 unmittelbar aufnehmen kann, ohne dass die zentrale Warmwasserbevorratung 14 ebenfalls rückwärts durchströmt werden muss. Dies ist zwar in den 10 bis 17 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 zwar auch schon offenbart, aber in 13 dieser Anmeldung ist weiterhin offenbart, dass der ZR-Auffangbehälter 29 das warme Wasser aus seinem Warmwasserreservoir bei einer erneuten Warmwasserentnahme aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 aber zum Kaltwassereingang der zentralen Warmwasserbevorratung 14 strömen lässt. Auch bei solchen Anordnungen des ZR-Auffangbehälters 29 verhindern dessen Kolben 6 und dessen spezielles Rückschlagventil 35, dass Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 in die Kaltwasserleitung 24 gelangen kann. Diese Anordnung des ZR-Auffangbehälters 29 eignet sich insbesondere bei Verwendung zentraler Warmwasserbevorratungen 14, die nicht rückwärts durchströmt werden können oder sollen. Außerdem muss das warme Wasser in solchen ZR-Auffangbehältern 29 nicht durch Beheizung auf der gewünschten Temperatur gehalten oder auf diese gebracht werden, denn es strömt später wieder in die zentrale Warmwasserbevorratung. Alle Anordnungsvarianten der ZR-Auffangbehälter 29 sind grundsätzlich möglich, bzw. können von/bei verschiedenen Systemen – sinnvoll angepasst – genutzt werden.
Bezüglich der Behälter 5 sind bei allen erfindungsgemäßen Systemen Anordnungen möglich, bei denen den Behältern 5 angeordnete Komponenten, wie z. B. thermostatischer Mischer 15, Thermoweiche, Thermoventil 7, 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 , der Anmeldung EP12159873.4 , der deutschen Anmeldung 10 2012 011 042.1 und der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 sind zahlreiche Anordnungen, u. a. mit parallel oder in Reihe angeordneten Behältern 5 mit Warmwasserreservoirs 20, oder auch Kombinationen aus Parallelanordnung und Reihenanordnung von Behältern mit Warmwasserreservoirs aufgezeigt. Alle dort aufgezeigten Anordnungen und viele nur denkbare Kombinationen von Anordnungen sind auf alle erfindungsgemäßen Systeme gem. dieser 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 20 eines Behälters 5 als Warmwasserversorgungsanlage nutzen. Ebenso die Anordnungen, die Kombinationen aus dem jeweiligen erfindungsgemäßen System mit einem Zirkulationssystem aufzeigen.
Das eigentliche Ziel dieses erfindungsgemäßen Systems ist die energiesparende und hygienische Bereitstellung warmen Wassers, insbesondere Trinkwassers. Da es sich aber, wie auch bei den Systemen gem. dem Patent EP 1517097 , der Anmeldung EP12159873.4 , der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 und der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 , im Wesentlichen um neue Arbeitsweisen von Systemen handelt, mit denen unterschiedlich temperierte Medien möglichst verlustarm von einem Ort über eine Leitung/ein Leitungssystem an einen anderen Ort transportiert und dort möglichst optimal genutzt werden können, sind, entsprechend angepasst, zahlreiche andere Einsatzmöglichkeiten gegeben. So können die erfindungsgemäßen Systeme gem. dieser Anmeldung oder dem Patent EP1517097 oder der Anmeldung EP12159873.4 oder der deutschen Anmeldung AZ 10 2012 011 042.1 oder der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 , auch zur vorteilhaften Bereitstellung von Gasen eingesetzt werden. Oder auch der Fall, dass kältere Medien verlustarm bereitgestellt werden sollen, ist in angepassten Anordnungen von erfindungsgemäßen Systemen genauso gut anwendbar.
Zur bevorzugten Realisierung zum Heizen und Kühlen eignen sich sogenannte „Peltierelemente”, 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 dem Patent EP 1517097 oder der Anmeldung EP 12159873.4 oder der deutschen Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2012 011 042.1 oder der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 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. Es darf also zu unmittelbarem Kontakt von Niedervoltstromleitern mit Wasser kommen. 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, bei hinreichend hoher Frequenz des Wechselstroms.
Eine andere bevorzugte Anordnung von Peltierelementen kann folgende Anordnung sein, welche ganz allgemein in der Lage ist, an gewünschten Stellen flexibel zu kühlen oder zu heizen. Das kann verschiedenste Bauteile für unterschiedlichste Anwendungen betreffen und ist nicht auf das im folgenden erläuterte Kühlen oder Heizen von Behältern beschränkt. Diese Art der Anordnung und Schaltung ist auch nicht auf die übrigen Erwähnungen dieser Patentanmeldung beschränkt.
Peltierelemente, z. B. drei, werden nebeneinander, mit geeignetem Zwischenabstand und seitlich voneinander thermisch isoliert, außen an dem Behälter angeordnet. An der dem Behälter gegenüberliegenden Seite werden alle Peltierelemente dieser Anordnung mit einem Wärme leitenden Bauteil verbunden. Dies könnte z. B. eine Aluminiumplatte sein. Eines der beiden äußeren Peltierelemente hat nun die Aufgabe bei Bedarf den Behälter an seiner Anbringungsstelle zu kühlen und das andere äußere Peltierelement hat die Aufgabe zeitgleich den Behälter an seiner Anbringungsstelle zu heizen. Das mittlere Peltierelement kann nun flexibel auf den Temperaturwunsch an seiner Anbringungsstelle reagierend mit Gleichstrom versorgt werden. Soll dort ebenfalls gekühlt werden, so gibt das mittlere Peltierelement ebenfalls Wärme an das Wärme leitende Bauteil ab und kühlt so den Behälter an dieser Stelle. Das den Behälter an seiner Stelle heizende Peltierelement wird so an der dem Behälter gegenüberliegenden Stelle durch das Wärme leitende Bauteil mit noch mehr Wärmeenergie versorgt und kann somit noch mehr Wärmeenergie an den Behälter abgeben. Soll bei dem mittleren Peltierelement der Behälter aber auch geheizt werden, so wird dieses so geschaltet, dass es den Behälter an dieser Anbringungsstelle heizt. Es leitet also Wärmeenergie von dem Wärme leitenden Bauteil verstärkend an den Behälter weiter. Dabei nutzt es somit die Wärmeenergie, die das eine den Behälter kühlende Peltierelement an das Wärme leitende Bauteil abgibt. Es kann also flexibel ein kleinerer oder ein größerer Teil des Behälters gekühlt oder geheizt werden, je nachdem, ob ein oder zwei Peltierelemente den Behälter kühlen. Die entsprechende Anforderung ans Kühlen kann z. B. von der Position der Trennvorrichtung, z. B. eines Kolbens, im Behälter abhängen. Ist das Wärme leitende Bauteil in der Lage Wärmeenergie auch nach außen abzugeben oder aufzunehmen, so können auch alle Peltierelemente zum Kühlen oder Heizen geschaltet werden, je nach Bedarf, z. B. je nach Kolbenstand. Alternativ kann das Wärme leitende Bauteil aber auch so anbracht werden, dass es an einem Ende verlängert wird und mit dem Behälter thermisch leitenden Kontakt hat, und somit in der Lage ist, an dieser Kontaktstelle den Behälter zu heizen wenn alle Peltierelemente den Behälter kühlen, oder den Behälter an dieser Stelle zu kühlen, wenn alle Peltierelemente den Behälter heizen. Die Anzahl der am Behälter nebeneinander angeordneten Peltierelemente ist grundsätzlich nicht beschränkt. Die mögliche Anzahl sollte aber zur Wärmeleitfähigkeit des Wärme leitenden Bauteils, zu der durch dieses zu überbrückenden Entfernung und zur thermischen Isolierung sinnvoll ausgelegt werden. Zur Erhöhung der Heiz- oder Kühlfähigkeit können solche Peltierelementreihen auch parallel angeordnet werden. Auch ist eine einfache Anordnung eines einzigen Peltierelementes an der Außenwand des Behälters möglich, wenn ein Wärme leitendes Bauteil verlängert an anderer Stelle mit dem Behälter thermischen Kontakt hat und die Wärme oder Kälte, je nach Anordnung und Schaltung des Peltierelementes, an diesen ableitet. In Phasen von Inaktivität der Peltierelemente würde durch den Kontakt zu einem Wärme leitenden Bauteil, falls es eine Wärmebrücke nach außen bildet, unerwünscht Wärme nach außen oder nach innen geleitet werden. Eine Möglichkeit diese Wärmebrücke, aber nur gezielt für die Phasen der Inaktivität, zu unterbrechen, könnte z. B. der Einsatz von thermischen Ausdehnungselementen, wie z. B. Bimetallen, sein. Durch die Wärme- oder Kälteentwicklung bei Aktivierung des Peltierelementes würden solche auf Temperaturänderungen reagierende Ausdehnungselemente erst dann einen Kontakt zulassen oder herstellen und somit erst dann eine Wärme- oder Kältebrücke bilden oder zulassen. Elektromagnete oder Stellmotoren, z. B. auch handelsübliche, elektrisch gesteuerte Stellmotoren für Heizleitungsventile, eignen sich ebenfalls sehr gut dazu einen thermischen Kontakt zwischen Peltierelement und der zu heizenden oder kühlenden Fläche herzustellen. Entweder wird das Peltierelement selbst bewegt, oder ein thermisch leitendes Verbindungsteil. Ein solches Verbindungsteil kann zudem leicht an unterschiedliche Oberflächen angepasst werden und so z. B. einen runden Behälter thermisch optimal mit dem ebenen Peltierelement verbinden. Dieses auf der anderen Seite zudem schräg geschnittenes thermisches Verbindungsteil könnte durch kleinste mechanische Verschiebungen thermischen Kontakt zu einem ebenfalls schräg, parallel dazu angeordneten Peltierelement herstellen oder unterbrechen.
Vorzugsweise könnte eine Unterbrechung der Wärmebrücke innerhalb eines Vakuums besonders wirkungsvoll sein. Dies wäre besonders geeignet bei einer wie oben erwähnten Anordnung innerhalb des Kolbens.
Peltierelemente haben eine besonders lange Lebensdauer, wenn sie nur selten an- und ausgeschaltet werden. Deshalb kann es sinnvoll sein, die Peltierelemente dauerhaft mit geringer Leistung zu betreiben und die Leitung bei Bedarf zu erhöhen.
Besonders geeignet zur Kühlung des kalten und Erwärmung des warmen Wassers mit Hilfe von Peltierelementen ist folgender Aufbau des Behälters 5: Wenn zwei Behälter unmittelbar nebeneinander angeordnet sind, mit Peltierelementen vorzugsweise gleichmäßig über die Länge verteilt genau dazwischen. Die Peltierelemente haben thermischen Kontakt zu beiden Behältern. Die beiden Behälter sind abseits der Peltierelemente aber thermisch voneinander isoliert, vorzugsweise die Peltierelemente dicht umrandend, wodurch deren Wirkung ebenfalls gesteigert wird. Innerhalb der Behälter trennen Kolben das warme von dem kalten Wasser, also gibt es in jedem Behälter ein Kaltwasserreservoir und ein Warmwasserreservoir. Beide Behälter sind über Ventile verbunden und bilden gemeinsam einen Behälter 5 Die Behälter müssen nicht gleich groß sein. Ein Behälter hat beispielsweise das Volumen der gewünschten Puffermenge. Dessen Kolben oder sonstige Trennvorrichtung sollte besonders gut thermisch isolierend wirken, da sich in diesem an dieser Stelle ggf. längere Zeit kaltes und warmes Wasser gegenüber stehen. Ferner können die Behälterausführungen dies unterstützen. Wenn der eine Pufferbehälter dünner ist, so ist der Wärmeübertritt von dessen Warmwasserreservoir 20 in dessen Kaltwasserreservoir 21 absolut gesehen geringer. Zunächst wird bei einer Warmwasserentnahme aus dem ”Pufferbehälter”, also der Behälter 5 welcher die Puffermenge an warmem Wasser stellt, entnommen. Erst wenn dieser entleert ist, wird warmes Wasser aus dem anderen Behälter 5 entnommen und dessen Kolben 6 gewegt sich nun ebenso. Von diesem Übergang merkt der Nutzer durch geeignete Ventilschaltungen nichts. Thermoweiche, Thermomischer etc. brauchen nur einmal für beide Behälter angeordnet werden, da sie ja gemeinsam einen Behälter 5 bilden. Durch die Parallelanordnung der beiden Behälter liegen sich dadurch zeitweise kaltes und warmes Wasser thermisch genau gegenüber, kalte und warme Außenwände der beiden Behälter berühren sich also thermisch über die Peltierelemente als Wärme- oder Kältebrücke. Wenn die elektronische Steuerungseinheit 13 mit Hilfe der Sensoren nun weiß, welcher der beiden Behälter wie weit mit kaltem oder warmer Wasser gefüllt ist, dann können die Peltierelemente genau angesteuert werden. Stehen sich kaltes und warmes Wasser thermisch gegenüber, so wird das entsprechende Peltierelement aktiviert. Dieses transportiert die Wärmeenergie von der Kaltwasserseite zur Warmwasserseite und kühlt so das kalte Wasser und heizt das warme Wasser. Dort wo sich Kaltwassermengen oder Warmwassermengen gegenüber stehen, arbeiten die dort angeordneten Peltierelemente nicht, oder arbeiten mit minimaler Leistung. Sie bilden nur eine im besten Fall unschädliche Wärmebrücke. Das eigentliche Heizen des Warmwasserreservoirs 20 bei vollständiger Füllung beider Behälter mit warmem Wasser kann allerdings durch normale Heizelemente wie Heizmatten oder Heizstäbe effektiver durchgeführt werden. Die beschriebene Anordnung mit Peltierelementen ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 genutzt wird. Außerdem ermöglicht diese Anordnung besonders hygienische Bevorratung der Wassermengen in dem Behälter 5. Das kaltes Wasser im Kaltwasserreservoir 21 kann so kalt gehalten werden, dass es keine Legionellenvermehrung geben kann. Das warme Wasser im Warmwasserreservoir 20 hingegen wird so heiß gehalten, z. B. über 60°C, dass die Legionellen absterben, oder sogar, z. B. zeitweise, über 70°C für ein sofortiges Absterben der Legionellen. Das Wasser kann mit dieser Anordnung des Behälters 5 also energetisch effektiv temperiert und effektiv thermisch desinfiziert werden.
In 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 und den 1 bis 4, 11 und 13 dieser Anmeldung, sind die Behälter 5 mit jeweils zwei Kaltwasserreservoirs 21 ausgestattet. Zudem ist das Warmwasserreservoir 20 durch eine Stoppvorrichtung unterteilt, welche einen Anschlag für die Kolben darstellt. Gerade bei solchen, nach diesem Arbeitsprinzip arbeitenden Behältern 5 bietet es sich an, diese Behälter 5 in zwei separate Behältnisse zu unterteilen, die dicht parallel angeordnet werden, mit Peltierelementen zum Wärmeenergietransport dazwischen, wie oben beschrieben, und die zusammen einen Behälter 5 bilden. Das Warmwasserreservoir 20 wäre somit in zwei Teile unterteilt, welche miteinander verbunden sind. In einem Teil wäre ein Kolben 6 und ein Kaltwasserreservoir 21, und in dem anderen Teil wäre der andere Kolben 6 und das andere Kaltwasserreservoir 21. Behälter 5 mit zwei separaten Kaltwasserreservoirs 21 sind besonders geeignet für Systeme, bei denen die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2 genutzt wird. So kann, wie zu den Figuren erläutert, durch geeignete Ventilanordnungen verhindert werden, dass Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 in den zweiten Leitungsabschitt 2 gelangt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der elektronischen Steuerungseinheiten ermöglicht den Betrieb von mehreren elektronischen Steuerungseinheiten, z. B. zum Steuern der Behälterventile und der Ventile und Pumpe bei der zentralen Warmwasserbevorratung, die nicht über Funk- oder Kabel oder akustische Signale kommunizieren müssen, und trotzdem in der Lage sind, mehrere voneinander abhängige Behälter zu steuern. Insbesondere soll es nicht zur Durchmischung von kaltem und warmem Wasser kommen. Als abhängig wird in diesem Zusammenhang insbesondere gesehen, wenn mehr als ein Behälter 5, oder Behälter 5 und einfache Warmwasserentnahmestelle(n) 12 ohne Behälter 5, an einem gemeinsamen ersten Leitungsabschnitt 1 angeordnet sind. Die hier erläuterten erfindungsgemäßen elektronischen Steuerungseinheiten hingegen ermöglichen eine Steuerung ohne kabel- oder stromleitungsgebundene Signalübertragung oder Funkübertragung oder akustische Signalübertragung, und ermöglicht trotzdem die Berücksichtigung von „Puffermengenentnahmen”, korrekte Steuerung auch bei geringen Entnahmen, korrekter Betrieb von mehreren abhängigen Behältern, Reihenanordnungen von Behältern 5 usw.. Es können so nahezu unbegrenzt viele Behälter 5 gesteuert werden.
Während in der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 bei manchen Ausführungen der Systeme noch synchronisierte zeitliche Ablaufschemata zum Einsatz kommen, so wird in den Figuren dieser Anmeldung auch darauf verzichtet. Durch die Anordnung der Sensoren und Ventile bei der elektronischen Steuereinheit 13 können diese ohne direkte Kommunikation untereinander arbeiten. Sowohl der nachträgliche Einbau in bestehende Gebäude, als auch der Einbau besonders komplexer Systeme wird durch diese Art der Steuerung unterstützt.
Auch wenn diese Arten der elektronischen Steuerung 13 in dieser Anmeldung im Zusammenhang mit der Warmwasserversorgung in Gebäuden beispielhaft erklärt wird, so ist das Arbeitsprinzip auf zahlreiche andere hydraulisch-elektronische oder mechanisch-elektronische Systeme übertragbar, bzw. dort anwendbar. Die Erläuterungen sind also lediglich beispielhaft und sind daher nicht geeignet, den allgemeinen erfindungsgemäßen Grundgedanken einzuschränken.
Die erfindungsgemäßen elektronischen Steuerungseinheiten 13 sind in der Lage, mehrere Behälter 5, welche an dem selben Leitungsabschnitt 1 angeordnet sind, so zu steuern, dass es im ersten Leitungsabschnitt 1 nicht zur Durchmischung von kaltem und warmer Wasser kommt. Außerdem steht an allen Warmwasserentnahmestellen 12, welche an einem Behälter 5 angeordnet sind, immer durchgehend warmes Wasser zu Verfügung.
Bei den erfindungsgemäßen Systemen sind vorteilhafte Ausführungen möglich, die auf eine Vorwärtszirkulation als Arbeitsphase ganz verzichten und stattdessen lediglich mit Nachschubphase N und Rückwärtszirkulationsphase ZR arbeiten, wie bei den 9 bis 13. Dabei wird in der Nachschubphase N der betroffene Behälter 5 vorzugsweise vollständig mit warmer Wasser gefüllt, wodurch in den davor angeordneten Abschnitten des ersten Leitungsabschnitts 1 warmes Wasser zum Stehen kommt. Weil die Behälter 5 nach der Nachschubphase N vorzugsweise vollständig mit warmer Wasser gefüllt sind, können diese dieses warme Wasser in den Leitungsabschnitten nicht mehr aufnehmen. Damit dieses energieeffizient genutzt werden kann, wird bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 ein Rückwärtszirkulationsauffangbehälter 29, kurz ”ZR-Auffangbehälter” 29 genannt, angeordnet. Dieser ist in der Lage das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 aufzunehmen, welches bei einer Rückwärtszirkulationsphase im ersten Leitungsabschnitt 1 durch kaltes Wasser ersetzt wird. Das kalte Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 kann wieder keine Wärmeenergie verlieren und das warme Wasser im ZR-Auffangbehälter 29 kann leicht sehr gut thermisch isoliert und auch aktiv auf der gewünschten Temperatur gehalten werden. In speziellen Ausführungen der zentralen Warmwasserbevorratung 14 kann diese ggf. zusätzlich zu diesem Zwecke genutzt werden. Das bei der Rückwärtszirkulationsphase ZR in diesen ZR-Auffangbehälter 29 beförderte warme Wasser kann bei dem nächsten Warmwasserbedarf am ersten Leitungsabschnitt 1 wieder für dessen Warmwasserversorgung genutzt werden.
Bei Anordnungen mit lediglich Nachschubphase und Rückwärtszirkulationsphase, die bei der Nachschubphase vollständig mit warmem Wasser gefüllt werden können, ergibt sich noch ein weiterer Vorteil gegenüber den Systemen mit Vorwärts- und Rückwärtszirkulationsphasen. Die Behälter 5 können in solchen Anordnungen ganz exakt und einfach gefüllt werden und in der Regel dadurch auch kleiner ausgelegt werden als bei Systemen mit Nachschubphase, Vorwärtszirkulationsphase und Rückwärtszirkulationsphase. Bei Systemen mit Vorwärts- und Rückwärtszirkulationsphase sollte der „Pufferpegel” 26 fürs warme Wasser im Warmwasserreservoir 20 niedriger sein als der „Leitungsinhaltpegel” 27. Dadurch ist auch bei solchen Systemen eine sehr genaue vollständige Füllung des Warmwasserreservoirs 20 möglich. Ist das aber nicht der Fall, so muss, wenn keine direkte Kommunikation zwischen den elektronischen Steuerungseinheiten 13 besteht, bei kleinen Warmwasserentnahmen aus dem Warmwasserreservoir 20, die einen Warmwasserfüllstand zwischen „Pufferpegel” und „Leitungsinhaltspegel” zur Folge haben, die elektronische Steuerungseinheit 13 bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 die notwendige zusätzliche Warmwassermenge bei der Nachschubphase selbst messen. Das kann zu Ungenauigkeiten führen, insbesondere wenn an mehr als einem Behälter 5 warmes Wasser entnommen wurde. Deshalb ist die Wahl eines „Pufferpegels” 26 unterhalb des „Leitungsinhaltpegels” 27 vorzugsweise zu verwenden, wodurch aber etwas größere Behälter 5 notwendig werden. Diese haben dann allerdings auch den Vorteil, dass die Puffermenge dieser Behälter 5 besonders groß ist und das System seltener angestoßen wird. Und es besteht die Möglichkeit das die Behälter 5 kleiner sind, beispielsweise bei wenig Platz zur Montage.
Erfindungsgemäße Systeme können außerdem so ausgelegt werden, dass bei Reihenanordnungen von Behältern 5 in den nachgeordneten Abschnitten des ersten Leitungsabschnitts 1 darin befindliches warmes Wasser rückwärts zirkulierend, bzw. strömend, durch kaltes ersetzt werden, bevor es in der Leitung auskühlt. Entweder wird es in Richtung eines ZR-Auffangbehälters 29 oder eines Behälters befördert, oder an einer im Leitungsabschnitt 1 davor angeordneten Warmwasserentnahmestelle 12 unmittelbar genutzt. Dabei wird dieses Strömen durch eine Warmwasserentnahme ermöglicht. Wird beispielsweise in einer Reihenanordnung von Behältern 5 an einem entfernteren Behälter 5 kürzer warmes Wasser, bis unter den „Pufferpegel” 26, entnommen und an einem Behälter 5, welcher in der Reihe davor angeordnet ist, überschneidend längere Zeit, so kann das im hinteren Abschnitt des ersten Leitungsabschnitt 1 stehende warme Wasser rückwärts strömend durch kaltes Wasser ersetzt werden bevor es auskühlt. Dabei wird es an der noch genutzten Warmwasserentnahmestelle 12 entnommen. Die Entnahme selbst ermöglicht also das notwendige Strömen des Wassers.
Ferner können erfindungsgemäße Systeme zur Warmwasserversorgung so ausgelegt werden, dass auch bei verzweigten ersten Leitungsabschnitten 1 in den einzelnen Abschnitten hinter den Verzweigungen rückwärts strömend das warme Wasser durch kaltes Wasser ersetzt wird, entsprechend zu den obigen Ausführungen zu Reihenanordnungen. Dabei kann das warme Wasser ggf. unmittelbar weitergeleitet bzw. verwendet, also irgendwo entnommen, werden, wenn an Warmwasserentnahmestellen 12 an anderen Abschnitten des ersten Leitungsabschnitts 1 hinter einer Verzweigung warmes Wasser benötigt wird. Dabei können zwei Systemanordnungen unterschieden werden: Mit Behältern 5 an den Verzweigungen des ersten Leitungsabschnitts 1 oder ohne Behälter 5 an den Verzweigungen.
Auf diese oder vergleichbare Weise können auch komplexe Leitungssysteme mit verzweigten Reiheanordnungen von Behältern 5 betrieben werden, bei gleichzeitiger sehr einfacher Steuerung des Systems. Die Behälter 5 haben alle eine eigene elektronische Steuerungseinheit 13. Diese elektronischen Steuerungseinheiten 13 brauchen auch nicht direkt miteinander kommunizieren. Jede elektronische Steuerungseinheit 13 arbeitet nur mit den Informationen ihrer eigenen Sensoren an ihrem Behälter 5, bzw. an ihrem Abzweig, und den eigenen zeitlichen Abläufen. Dadurch ist es besonders leicht, nachträglich weitere Behälter 5 oder gesteuerte Abzweige ins System zu integrieren, das Leitungssystem also zu erweitern. Viele Entnahmestellen an vielen Behältern 5 eines Leitungssystems unterstützen sich durch die Warmwasserentnahmen bei dem abschnittsweisen Rückwärtsströmen sogar gegenseitig, insbesondere in Zeiten stärkerer Nutzung. An folgendem Beispiel eines komplexen Leitungssystems mit mehreren verzweigten Reihenanordnungen kann man es abstrakt verdeutlichen: Durch die Unterschreitung des „Pufferpegels” 26 eines Behälters 5 wird in der Folge, durch die Entnahme selbst oder durch die Nachschubphase, der erste Leitungsabschnitt 1 zwischen der zentralen Warmwasserbevorratung 14 und diesem Behälter 5 mit warmer Wasser gefüllt. Auch dazwischen angeordnete Behälter 5 sind somit ggf. betroffen und arbeiten wie zu den Figuren erläutert. D. h. entweder werden alle zwischen der Warmwasserentnahmestelle 12 und der zentralen Warmwasserbevorratung 14 im betroffenen ersten Leitungsabschitt 1 angeordneten Behälter 5 durch die Warmwasserentnahme so aktiviert, dass sie den jeweils dahinter angeordneten Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 mit warmer Wasser versorgen, oder die zentrale Warmwasserbevorratung 14 versorgt bei jeder Warmwasserentnahme den gesamten Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts 1 bis zur genutzten Warmwasserentnahmestelle 12 auf direktem Wege mit warmem Wasser. Natürlich sind auch beide Arbeitsweisen kombinierbar. Unterschreiten weitere Behälter 5 ihren „Pufferpegel” 26, oder wird an anderen Warmwasserentnahmestellen 12 warmes Wasser entnommen, so wird auch bei diesen der erste Leitungsabschnitt 1 zwischen der zentralen Warmwasserbevorratung 14 und diesem Behälter 5 mit warmem Wasser gefüllt, wenn er nicht bereits mit warmer Wasser gefüllt ist. Dies bedeutet aber auch, dass durch Teile des ersten Leitungsabschnitts 1 für beide benutzten Behältern 5 warmes Wasser strömt, nämlich bis zu der Verzweigung der letzten gemeinsamen Abzweigung. Wird die Entnahme und der Nachschub für einen der beiden Behälter 5, bzw. die Entnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12, beendet, so strömt nach der vorgesehenen Wartezeit und den zu den Figuren erläuterten Ventilansteuerungen das warme Wasser rückwärts aus den nicht mehr benutzten Teilen des ersten Leitungsabschnitts 1 bis zu dem erwähnten letzten, zuvor gemeinsamen Abzweig zurück. Dies wird allein durch die noch stattfindende Warmwasserentnahme ermöglicht, oder nach deren Ende mit Unterstützung der Pumpe 4. Das warme Wasser im Leitungssystem zieht sich also, vorzugsweise etwas zeitverzögert, immer auf die noch genutzten Teile des ersten Leitungsabschnitts 1 zurück und lässt dabei das zurückströmende warme Wasser in die noch benutzten Teile des Leitungssystems strömen. So können auch zu Spitzenzeiten beispielsweise alle Abschnitte des ersten Leitungsabschitts 1 des gesamten Systems, oder auch nur Teile davon, mit warmer Wasser durchflutet werden und sich anschließend auf einen einzigen noch genutzten Abschnitt des ersten Leitungsabschnitts 1 oder auch ganz in den ZR-Auffangbehälter 29 zurückziehen, letzteres dann aber nur mit Hilfe einer Pumpe 4 als Rückwärtszirkulation. Aufgrund der immer wieder angestoßenen Versuche der Pumpe 4 Nachschubphasen durchzuführen können auch erst später genutzte Behälter 5 rechtzeitig hinreichend wieder mit warmem Wasser gefüllt werden. Im gesamten Leitungssystem steht immer rasch und durchgehend warmes Wasser zur Verfügung. Warmes Wasser bleibt aber nicht zu lange im Leitungssystem stehen und kühlt somit auch nicht zu sehr ab.
In den 2, 4, 6 und 8 gibt es beispielhaft jeweils nur einen zusätzlichen Abzweig im ersten Leitungsabschnitt 1 zwischen dem Behälter 5, der eine Verbindung zum zweiten Leitungsabschnitt 2 herstellen kann, und der zentralen Warmwasserbevorratung. Deshalb reicht es beim Abzweig ein Thermoventil 7 und ein Rückschlagventil 8 anzuordnen. Das Rückschlagventil 8 lässt das aus Richtung der zentralen Warmwasserbevorratung 14 strömende Wasser auf jeden Fall durch. Das Thermoventil 7 lässt nur Wasser in entgegengesetzter Richtung durch, und dieses nur, wenn es warm ist. Dadurch kann im inzwischen ungenutzten Abschnitt des ersten Leitungsabschnitt 1 stehendes warmes Wasser zurück strömen. Beim Behälter 5, oder einer anderen geeigneten Verbindungsvorrichtung zwischen ersten Leitungsabschnitt 1 und zweitem Leitungsabschnitt 2, strömt entsprechend kaltes Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2, bzw. der Kaltwasserleitung 24, in den ersten Leitungsabschnitt 1. In den 3, 5, 12 und 13 sind mehr als ein Abzweig im ersten Leitungsabschnitt 1 angeordnet. Damit an dem Abzweig jeweils festgestellt werden kann, ob nur warmes Wasser oder doch auch kaltes Wasser rückwärts strömend durchgelassen werden soll, muss an dem Abzweig festgestellt werden können, ob in dem anderen Abschnitt des ersten Leitungsabschnitt 1, der an dem Abzweig beginnt, noch warmes Wasser zwecks Entnahme strömt oder innerhalb einer bestimmten Wartezeit zuvor geströmt ist. Strömt dort warmes Wasser, wird dieser Abschnitt also aktiv genutzt, so wird nur warmes Wasser aus dem, innerhalb der Wartezeit zuvor, nicht mehr genutzten Abschnitt des ersten Leitungsabschnitts 1 rückwärts strömend durchgelassen. Werden beide Abschnitte nicht aktiv genutzt, bzw. sind während der Wartezeit nicht aktiv genutzt worden, so wird auch kaltes Wasser rückwärts strömend durchgelassen. So kann auch im vor dem Abzweig angeordneten Abschnitt des ersten Leitungsabschnitts 1 ggf. stehendes warmes Wasser zum wiederum davor angeordneten Abzweig durchgelassen werden, wo durch die Anordnungen der Ventile, Sensoren, etc. die gleiche Überprüfung der Temperaturen und Leitungsnutzung durchgeführt wird. Die Abzweige können beispielsweise mit Ventilen 9 oder 10, Rückschlagventilen 8, Temperatursensoren 17, Bedarfssensoren 18 und elektronischer Steuerungseinheit 13 ausgestattet sein. Es sind aber auch rein hydraulisch arbeitende Abzweigsteuerungen möglich. Lediglich der erste Abzweig im ersten Leitungsabschnitt 1 ist mit lediglich Thermoventil 7 und Rückschlagventil 8 hinreichend ausgestattet. In den 7, 9, 10 und 11 ist der Sonderfall gegeben, dass es zwar nur einen Abzweig im ersten Leitungsabschnitt 1 gibt, die zuvor erläuterte Regelung aber trotzdem mit Hilfe von Temperatursensoren 17, Ventilen 9 oder 10 und elektronischen Steuerungseinheit 13 geregelt wird. Dies ist in diesen Figuren aber nur deshalb beispielhaft so dargestellt, weil die notwendigen Komponenten, wie beispielsweise die elektronische Steuerungseinheit 13, beim dazugehörigen Behälter 5 sowie bereits vorhanden sind.
In den 2 bis 8 ist der Fall gegeben, dass die jeweiligen Systeme eine Nachschubphase und eine Vorwärtszirkulationsphase ermöglichen, aber bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen an verschiedenen Warmwasserentnahmestellen 12 ggf. auch ein Rückwärtsströmen von warmer Wasser in Teilen des ersten Leitungsabschnitt 1, bevor dieses zu sehr auskühlt. Das hat den Vorteil, dass, anders als in Systemen mit Rückwärtszirkulation, die Pumpe 4 das Wasser nur in eine Richtung befördern können braucht, bzw. nur eine Pumpe 4 angeordnet werden braucht. Außerdem ist kein ZR-Auffangbehälter 29 notwendig, so wie in anderen Systemen, welche ein Rückwärtsströmen warmen Wassers bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen ermöglichen, wie beispielsweise in den 9 bis 13 dieser Anmeldung.
Mit Ausnahme von 10 ist bei allen Figuren dieser Anmeldung gewährleistet, dass kein Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 in die Kaltwasserleitung 24 gelangt. Entweder wird nicht die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt, sondern eine separate Leitung, vergleichbar mit herkömmlichen Zirkulationsleitungen. Oder der Aufbau der Behälter 5 mit zwei separaten Kaltwasserreservoirs 21 und entsprechenden Ventilen zwischen diesen verhindert den Übertritt von Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 in die Kaltwasserleitung 24.
Systeme gem. der 1 bis 4 zeichnen sich besonders dadurch aus, dass die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt wird, es keine Rückwärtszirkulation von warmer Wasser in einen ZR-Auffangbehälter 29 gibt, bei den Behältern 5 immer rasch und durchgehend warmes Wasser zur Verfügung steht, und trotzdem kein Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 in die Kaltwasserleitung 24, als zweiter Leitungsabschnitt 2, gelangen kann. Dies wird erreicht, indem die maximal mögliche Kaltwassermenge aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 ggf. im Behälter 5 zwischengelagert wird und von dem beim Behälter 5 angeordneten thermostatischen Mischer 15 zwecks Mischung auf die Wunschtemperatur der Warmwasserentnahmestelle 12 aufgebraucht wird, bevor die Puffermenge im Behälter 5 vollständig aufgebraucht ist, bevor also warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1 strömt. Wie groß der Behälter 5 sein muss, wie groß also die Kaltwasserreservoirs 21 und Warmwasserreservoir 20 ausgelegt werden müssen, hängt von den Wassertemperaturen im Behälter 5 ab, aber auch von der am thermostatischen Mischer 15 eingestellten Wunschtemperatur. Das warme Wasser im Warmwasserreservoir 20 muss auf jeden Fall warmer sein als die am thermostatischen Mischer 15 eingestellte Temperatur. Wenn die Wassertemperatur in der zentralen Warmwasserbevorratung 14 kleiner ist als die für das Warmwasserreservoir 20 gewünschte und notwendige Warmwassertemperatur, so muss der Heizer beim Warmwasserreservoir 20 das Wasser rasch auf die gewünschte Wassertemperatur erhöhen können; das Heizelement darf dafür nur so lange brauchen wie die eingestellte Wartezeit ist. Denn nach Ablauf der Wartezeit kann bereits wieder die nächste Warmwasserentnahme bei Behälter 5 einsetzen, bei der ggf. wieder maximal der einfache Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschitts 1 untergemischt sein muss bis warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 beim Behälter 5 ankommt. In den Erläuterungen zu den 1 bis 4 ist dies genauer erläutert und soll sinngemäß als verallgemeinert für solche Systeme angesehen werden. In den 1 bis 4 wird beispielhaft von einer eingestellten Mischertemperatur von 45°C, einer Warmwasserreservoirtemperatur von 55°C und einer Kaltwasserreservoirtemperatur von 25°C ausgegangen. Dies führt, wie zu diesen Figuren erläutert, zu einem Volumen der Behälter 5 von wenigstens dem vierfachen des Leitungsinhalts des ersten Leitungsabschnitts 1, bei einem Mischungsverhältnis von zwei Teilen Warmwasser zu einem Teil Kaltwasser. Wird hingegen das Warmwasserreservoir 20 auf einer Temperatur von 65°C gehalten, so ist das Mischungsverhältnis ein Teil Warmwasser zu einem Teil Kaltwasser, woraus sich ein Volumen der Behälter 5 von wenigstens dem dreifachen des Leitungsinhalts des ersten Leitungsabschnitts 1 ergibt. Veränderungen der eingestellten Temperatur des thermostatischen Mischers 15 oder des kalten Wassers im Kaltwasserreservoir 21 beeinflussen die Mischungsverhältnisse und Behältergrößen natürlich ebenfalls. Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist auch bei in dieser Art arbeitenden Systemen ein Rückwärtsströmen von im ersten Leitungsabschnitt 1 stehenden warmer Wassers hin zu Warmwasserentnahmestellen 12 oder Behältern 5 möglich. Die Arbeitsweise der Anordnungen an den entsprechenden Abzweigen wurde oben bereits erläutert.
Die 5 bis 8 zeigen ebenfalls beispielhaft Systeme, die ohne eine Rückwärtszirkulation, also auch ohne ZR-Auffangbehälter 29, und nur mit Nachschubphase und Vorwärtszirkulation auskommen, gleichzeitig aber ein Rückwärtsströmen bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen zulassen. Da die Kaltwasserleitung 24 nicht als zweiter Leitungsabschnitt 2 fungiert, sind in den Behältern 5 auch keine zwei separate Kaltwasserreservoirs 21 notwendig. Das zuvor erläuterte Rückwärtsströmen in den ersten Leitungsabschnitt 1, bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen, wird durch ein Volumen der Behälter 5 von mehr als dem einfachen bis maximal wenigstens dem zweifachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 ermöglicht. Die genaue Mindestgröße der Behälter 5 hängt von dem Volumen der Teilabschnitte des ersten Leitungsabschnitts 1 bis zum ersten Abzweig und vom gesamten Volumen des ersten Leitungsabschnitts 1 ab.
Die 9 bis 13 weisen alle einen ZR-Auffangbehälter 29 auf und arbeiten mit Rückwärtszirkulation. Vergleichbare System sind bereits in der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 offenbart. Bei den 9 bis 13 kommen die Systeme aber beispielhaft ohne synchronisiertes zeitliches Ablaufschema aus. Außerdem weisen die Behälter 5 weniger angeordnete Ventile 9 oder 10 auf, bei vergleichbarer oder gleicher Funktionalität. Außerdem wird in den Figuren auch für solche Systeme offenbart, wie ein Rückwärtsströmen bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen bei mehr als einem am ersten Leitungsabschnitt 1 angeordneten Abzweig funktionieren kann, wie außerdem auch weiter oben zu anderen Systemen bereits erläutert.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Systeme kann auch eine Kombination aus vorwärts zirkulierenden Teilbereichen eines Systems mit rückwärts zirkulierenden Teilbereichen eines Systems sein. So könnte, bei einer echten Reihenanordnung von Behältern 5, einer dieser Behälter 5 gleichsam als ZR-Auffangbehälter 29 dienen. Aus dem Teilabschnitt des ersten Leitungsabschnitts 1 zwischen zentraler Warmwasserbevorratung 14 und besagtem ersten ZR-Auffangbehälter 29 als Behälter 5 würde das warme Wasser vorwärts zirkulierend in diesen Behälter 5 befördert.
Aus Teilabschnitten des ersten Leitungsabschnitts 1 hinter besagtem ZR-Auffangbehälter 29 als Behälter 5 würde das warme Wasser rückwärts zirkulierend in den Behälter 5 in seiner Funktion als ZR-Auffangbehälter 29 befördert. Verzweigt sich der erste Leitungsabschitt 1 erst hinter besagtem Behälter 5 als ZR-Auffangbehälter 29, bzw. ZR-Auffangbehälter 29 als Behälter 5, so ist nur ein solch kombinierter Behälter notwendig. Soll ein solch kombinierter Behälter erst hinter Verzweigungen des ersten Leitungsabschitts 1 angeordnet werden, so muss in jede einzelne Verzweigung oder Unterverzweigung ein solcher kombinierter Behälter angeordnet werden.
Alle in dieser Anmeldung gezeigten Leitungssysteme sind zudem deshalb leicht einbaubar, erweiterbar oder nachrüstbar, da sie keine direkte Kommunikation zwischen den elektronischen Steuerungseinheiten benötigen und die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt werden kann.
Ferner lassen sich die erfindungsgemäßen Systeme auch kombinieren. Ggf. notwendige synchronisierte zeitliche Ablaufschemata, wie in der deutschen Anmeldung AZ 10 2013 008 991.3 erläutert, würden entsprechend ebenfalls kombiniert, falls notwendig.
Außerdem lassen sich alle erfindungsgemäßen Systeme mit Zirkulationsanlagen kombinieren oder selbst einen Teil als Zirkulation, bzw Unterzirkulation betreiben. So kann sowohl eine Zirkulationsanlage wie eine Kombination aus teilweise erstem Leitungsabschitt und zentraler Warmwasserbevorratung fungieren, oder umgekehrt, Behälter 5 mit hinreichend starker Heizer als „unterzentrale” Warmwasserbevorratung.
Fällt durch einen Defekt die zentrale Warmwasserbevorratung als Lieferant für warmes Wasser vorübergehend aus, so kommt es in den erfindungsgemäßen Systemen ggf. zu einer Situation, dass kein Wasser mehr durchgelassen wird, auch wenn die zentrale Warmwasserbevorratung 14 wieder warmes Wasser liefern kann. Um dies zu verhindern, sollten vorzugsweise „Notventile” bei den Behältern 5 angeordnet werden. Diese können dann notfalls kaltes Wasser auf die Warmwasserseite durchlassen, bis wieder warmes Wasser beim Behälter 5 ankommt. Solche Notventile könnten beispielsweise sehr schwergängige Rückschlagventile sein, die notfalls auch kaltes Wasser ins Warmwasserreservoir durchlassen.
Arbeitsweisen mit Hilfe synchronisierter zeitlicher Ablaufschemata lassen sich auf nahezu alle Systemaufbauten anwenden, bei passender Ventilanordnung. Es können einfache erste Leitungsabschnitte 1 sein oder auch verzweigte. Es können auch Systeme mit Reihenanordnungen von Behältern 5 gesteuert werden, aber auch verzweigte erste Leitungsabschnitte 1 mit mehr als einer Reihenanordnung. Die Anzahl der Behälter 5 ist nur dadurch beschränkt, dass die notwendige Mindestdauer eines Zeitschemas eine zu große Auskühlung des warmen Wassers in Teilen des Systems verursachen könnte. Dies kann aber auch wiederum mit Hilfe von abschnittweise rückwärts zirkulierenden System verhindert werden, wie oben beschrieben.
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.
Aufgrund der Ventile, Sensoren und elektronischen Steuerungseinheiten lassen sich die erfindungsgemäßen Systeme ohne Zusatzaufwand oder ohne großen Zusatzaufwand zur Feststellung und Warnung bei Verdacht auf Leckagen im Leitungssystem nutzen.
Um eventuell durch den Pumpeneinsatz verursachte Druckschwankungen und -stöße in der Kalt- und Warmwasserleitung zu verhindern, kann bei Verwendung einer starken Pumpe 4 diese mit einem Differenzdruckregler stufenlos gesteuert werden. So kann die Druckdifferenz zwischen erstem Leitungsabschnitt 1 und zweitem Leitungsabschnitt 2 auf einen gewünschten Maximalwert von beispielsweise 0,5 bar begrenzt werden. Ggf. braucht so die Pumpe 4 gar nicht zugeschaltet werden, wenn durch Wasserentnahmen die gewünschte Druckdifferenz bereits mindestens gegeben ist.
In der deutschen Anmeldung AZ 10 2013 008 991.3 werden ausführlich die Einsatzmöglichkeiten von Druckreglern zur Steuerung vergleichbarer Warmwassersysteme erläutert, insbesondere solcher, die die Kaltwasserleitung 24 als zweiten Leitungsabschnitt 2 nutzen. Diese Druckregler sind auch in dieser Anmeldung vergleichbar einsetzbar.
Eine andere Anordnung der Pumpe 4 kann aber noch einfacher die notwendigen leichten Druckunterschiede zum Zwecke der Systemsteuerung ermöglichen, wenn die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt wird. In den 2, 3, 4, 10, 11 und 13 dieser Anmeldung ist die, bzw. eine Pumpe 4 so in der Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 angeordnet, dass die Pumpe 4 ggf. entgegen der regulären Fließrichtung der Kaltwasserleitung arbeitet, sobald sie gestartet wird. Es kann aber auch Wasser mit der regulären Fließrichtung der Kaltwasserleitung die Pumpe 4 passieren. Im Ruhezustand der Pumpe 4 beeinflusst diese das System somit nicht. Arbeitet die Pumpe aber gegen die reguläre Strömungsrichtung der Kaltwasserleitung, so führt dies zu einer Druckreduzierung hinter der Pumpe 4, in diesem Fall also in der Kaltwasserleitung 24, und zu einer Druckerhöhung vor der Pumpe 4, jeweils bezogen auf die reguläre Strömungsrichtung der Wasserleitung.
Bei allen Ausführungsarten des erfindungsgemäßen Systems, bei denen die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt wird und Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21 in die Kaltwasserleitung 24 gelangen kann, kann die Temperatur des Wassers in den Kaltwasserreservoirs 21 vorzugsweise so gesteuert werden, dass diese der Wassertemperatur der Kaltwasserleitung 24 zumindest in etwa entspricht. Dies führt zu kleineren Temperaturschwankungen in der Kaltwasserleitung 24.
Mit Hilfe der elektronischen Steuerungseinheiten 13 und der Temperatursensoren 17 kann im System festgestellt werden, ob die tatsächlichen Wassertemperaturen den gewünschten und programmierten Warmwasser- bzw. Kaltwassertemperaturen entsprechen. Falls dies nicht, oder zu lange nicht der Fall ist, so kann die Warmwasserversorgung durch die im System vorhandenen Ventile 9, oder auch durch zusätzliche Ventile 9, unterbunden werden. Alternativ kann eine akustische oder visuelle Warnung stattfinden.
Die Ermöglichung der oftmals erwähnten „Puffermenge” wird einfachheitshalber immer in Form einer Bereitstellung einer Kaltwassermenge aus der Kaltwasserleitung 24 angenommen oder erläutert. Es gibt aber zahlreiche andere Möglichkeiten der Bereitstellung einer „Puffermenge”, z. B. durch ein Ausdehnungsgefäß oder eine starke Feder. Zwar wäre der Druck ggf. nicht über die gesamte „Puffermengenentnahme” konstant, kann aber durchaus akzeptabel sein. So könnte keine Wärmeenergie von dem Warmwasserreservoir 20 in kaltes Wasser gelangen, was insbesondere bei Verwendung der Kaltwasserleitung als zweiten Leitungsabschitt 2 Vorteile hat.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Systeme ist nicht auf die Warmwasserversorgung in Gebäuden beschränkt, sondern kann, angepasst und übertragen, bei vielen anderen abhängigen, in Reihe geschalteten oder verzweigten hydraulischen, mechanischen und pneumatischen Systemen angewandt werden.
Da in den Figuren schematisch gezeigt werden soll, wie solche erfindungsgemäßen Systeme aufgebaut sein können und arbeiten können, sind zur besseren Übersichtlichkeit komplexere und detailiertere Ausgestaltungsmöglichkeiten, insbesondere die Behälter 5 mit Anbauteilen betreffend, der erfindungsgemäßen Systeme nicht dargestellt. Insbesondere in dem Patent EP1517097 , der deutschen Anmeldung 10 2012 011 042.1 , der europäischen Anmeldung EP 12159873.4 und der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 sind zahlreiche vorteilhafte Detaillösungen zur energiesparenden Warmwasserversorgung näher beschrieben. Diese können auch bei erfindungsgemäßen Systemen gem. dieser Anmeldung vorteilhaft genutzt werden, bzw. sollten eingesetzt werden.
Zudem sind einige Komponenten zur besseren Übersichtlichkeit der Figuren nicht oder nicht bei allen Figuren dargestellt. Es handelt sich dabei beispielsweise um die vorzugsweise anzuordnende thermische Isolierung der Warmwasserreservoirs 20, bzw. der Behälter 5, oder auch um die Heizelemente 11, Kühleelemente/Peltierelemente und Temperaturfühler die das Warmwasserreservoir 20 und Kaltwasserreservoir 21, ggf. mit Hilfe der elektronischen Steuerungseinheit 13, auf dem gewünschten Temperaturniveau halten sollen. Solche nicht dargestellten Komponenten sind aber im allgemeinen Text oder in den Erläuterungen zu den Figuren erwähnt und bei der Betrachtung der Figuren entsprechend anzunehmen.
Auch wenn in den Figuren keine Ausführungsart mit direkter Kommunikation zwischen den verschiedenen elektronischen Steuerungseinheiten 13, z. B. mittels Kabel- oder Funkverbindung oder über akustische Signale, gezeigt wird, so besteht doch, neben den gezeigten Ausführungsformen, bei allen erfindungsgemäßen Systemen auch diese Möglichkeit der Kommunikation.
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 nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Systems werden, insbesondere bezogen auf die Behälter 5, nicht immer alle angeordneten Komponenten dargestellt, sonder ninsbesondere die Komponenten, die zum Verständnis von Funktion und Arbeitsweise notwendigerweise dargestellt werden müssen. Dies dient der besseren Übersichtlichkeit. Beispielsweise sollten die Warmwasserreservoirs 20 vorzugsweise, wie an anderer Stelle erwähnt, thermisch isoliert sein, wobei in keiner Figur eine entsprechende Isolierung gezeigt wird, da diese für das Verständnis der Abläufe in den erfindungsgemäßen Systemen nicht relevant ist. Gleiches gilt für die anordbaren Mittel und Methoden zur Aufrechterhaltung eines bestimmten Temperaturniveaus, sowohl in den Warmwasserreservoirs 20, als auch in den Kaltwasserreservoirs 21, beispielsweise mittels Heizelementen 11 oder Peltierelementen. Sowohl in der allgemeinen Beschreibung der erfindungsgemäßen Systeme, als auch teilweise in den Erläuterungen der Figuren werden solche Komponenten erwähnt. Entsprechend sind diese anordbaren Komponenten bei den Figuren der erfindungsgemäßen Systeme als gegeben anzunehmen oder als Möglichkeit anzunehmen, auch wenn sie in der jeweiligen Figur nicht gezeigt werden.
In den Zeichnungen zeigen die 1 bis 13 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. Sie dienen insbesondere dem besseren Verständnis von Funktion und Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Systeme.
Ausführung der Erfindung
In 1 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt wird, ohne dass Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 in den zweiten Leitungsabschnitt 2 gelangen kann und dass keine Rückwärtszirkulation zu einem ZR-Auffangbehälter bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 stattfindet. Trotzdem hat man an der Warmwasserentnahmestelle 12a rasch und durchgehend warmes Wasser zur Verfügung. Ferner bleibt kein warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 stehen und kühlt dort aus.
Der Behälter 5 hat zwei Kaltwasserreservoirs 21a und 21b. Das Kaltwasserreservoir 21a ist nur mit Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschnitt 2 befüllbar. Das Kaltwasserreservoir 21b kann bei geöffnetem Ventil 9c kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 aufnehmen. Außerdem kann, wenn das Kaltwasserreservoir 21b vollständig entleert ist, der Kolben 6b also ganz rechts zum Stehen kommt, kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a durch Ventil 35 in das Kaltwasserreservoir 21b strömen. Das Warmwasserreservoir 20 wird durch Temperaturfühler und Heizelemente, welche hier zur besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet sind, auf einer gewünschten Temperatur gehalten. Die entsprechenden Temperaturfühler und Heizelemente können vorzugsweise im Bereich der Stoppvorrichtung für den Kolben 33 angeordnet werden.
Natürlich sind auch statt einem Behälter 5 mit zwei Kaltwasserreservoirs 21 auch zwei entsprechend verbundene Behälter 5 mit jeweils einem Kaltwasserreservoir 21 und einem Warmwasserreservoir 21 möglich, bzw. vorteilhaft.
Das Kaltwasserreservoir 21a sollte vorzugsweise durch geeignete Maßnahmen auf einer Temperatur von unter 25°C gehalten werden. Überschüssige Wärme im Kaltwasserreservoir 21a kann beispielsweise durch Kühlrippen nach außen abgeleitet werden. Peltierelemente können das Kaltwasserreservoir 21a aber auch aktiv kühlen, auch gesteuert durch die elektronische Steuerungseinheit 13a mit Hilfe von Temperaturfühlern. Die Kolben 6a und 6b verhindern, dass sich kaltes Wasser mit warmem Wasser vermischt. Außerdem sollen sie die Kaltwasserreservoirs 21a und 21b thermisch, aber nicht hydraulisch von dem Warmwasserreservoir 20 trennen. Dadurch sind auch die Kaltwasserreservoirs 21a und 21b nicht hydraulisch voneinander getrennt. Natürlich sind auch andere Trennvorrichtungen wie beispielsweise Membranen möglich. Der thermostatische Mischer 15 regelt das warme Wasser für die Warmwasserentnahmestelle 12 auf eine gewünschte Temperatur. Dies erreicht er durch regelnde Mischung von warmer Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 mit kaltem Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b. Wenn das Kaltwasserreservoir 21b vollständig entleert ist, so wird kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a durch Ventil 35 in das Kaltwasserreservoir 21b geleitet. Das Ventil 35 öffnet nur dann, wenn das Kaltwasserreservoir 21b vollständig entleert ist, der Kolben 6b in dieser Skizze beispielsweise ganz rechts angekommen ist, und lässt Wasser auch nur in die eine vorgegebene Richtung durch. Durch die Anordnung des thermostatischen Mischers 15 wird, bei geeigneten Wassertemperaturen, das kalte Wasser im Kaltwasserreservoir 21b, welches ursprünglich aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 stammt, vollständig aufgebraucht werden. Neben den Wassertemperaturen müssen die Größen von Warmwasserreservoir 20 und den Kaltwasserreservoirs 21a und 21b passend gewählt werden. Ist die Wassertemperatur im Warmwasserreservoir 20 beispielsweise 55°C und im Kaltwasserreservoir 21b 25°C, so werden zwei Teile Warmwasser mit einem Teil Kaltwasser zu einer Wunschtemperatur von 45°C an der Warmwasserentnahmestelle 12 gemischt. Aus der im folgenden näher erläuterten Arbeitsweise ergibt sich, dass bei diesem System der Behälter 5 vorzugsweise mindestens viermal so viel Wasser aufnehmen können sollte, wie es dem Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts entspricht; Übergangswassermengen von kalt zu warm und umgekehrt müssen zudem berücksichtigt werden. Die Größenverhältnisse im Behälter 5 sind durch geeignete Anordnung der Stoppvorrichtung für die Kolben 33 so zu wählen, dass die maximale Größe des Kaltwasserreservoirs 21b dem einfachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 und die maximale Größe des Kaltwasserreservoirs 21a dem dreifachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 entspricht.
In einer typischen Ausgangslage vor einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12 ist das Kaltwasserreservoir 21b vollständig mit kaltem Wasser und das Warmwasserreservoir 20 vollständig mit warmem Wasser gefüllt. Wie oben erläutert entspricht die Kaltwassermenge somit dem einfachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1. Das Warmwasserreservoir 20 ist mit dem dreifachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 gefüllt, da das Kaltwasserreservoir 21a vollständig entleert ist. Der Kolben 6a steht somit ganz links und der Kolben 6b beim Kolbenstopper 33. Die Ventil 10a und 10b sind geöffnet und die Ventile 9a, 9b und 9c geschlossen. Die Pumpe 4 ruht, kann bei Bedarf aber entgegen ihrer Förderrichtung von kaltem Wasser in Richtung. Kaltwasserleitung 24 durchströmt werden. Das Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 ist mit kaltem Wasser gefüllt.
Sobald an der Warmwasserentnahmestelle 12 warmes Wasser entnommen wird, strömt warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20 und kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b zum thermostatischen Mischer 15. Bei den angenommen Temperaturen von 55°C für das warme und 25°C für das kalte Wasser ergibt sich ein Bedarf von zwei Teilen warmen Wassers und einem Teil kalten Wassers um für die Warmwasserentnahmestelle 12 warmes Wasser mit 45°C bereit zu stellen. Das dem Behälter 5 somit entnommene Wasser wird durch nachströmendes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 ersetzt, welches durch das geöffnete Ventil 10a in das Kaltwasserreservoir 21a strömt. Durch die Wasserentnahme und das Nachströmen wandern die beiden Kolben 6a und 6b nach rechts. Der Kolben 6b wandert entsprechend der Kaltwasserentnahme aus dem Kaltwasserreservoir 21b nach rechts. Der Kolben 6a wandert entsprechend der entnommenen Gesamtwassermenge nach rechts. Sobald das Kaltwasserreservoir 21b leer ist, der Kolben 6b also ganz rechts und beim Ventil 35 angekommen ist, kann kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 durch Ventil 10a, das Kaltwasserreservoir 21a und das Ventil 35 in das Kaltwasserreservoir 21b strömen. Dies ist notwendig um die notwendige Versorgung des thermostatischen Mischers 15 mit kaltem Wasser zu gewährleisten. Der Aufbau des Ventils 35 mit Rückflussverhinderer stellt sicher, dass kein kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b in das Kaltwasserreservoir 21a und weiter in die Kaltwasserleitung 24 gelangen kann.
Wenn der Kolben 6a die Kolbenstoppvorrichtung 33 und den Kolbensensor 22 erreicht schließt, durch die elektronische Steuerungseinheit 13a gesteuert, das Ventil 10a und öffnet das Ventil 9c, da der Temperatursensor 17 für die elektronische Steuerungseinheit 13a kaltes Wasser detektiert. Der Kolben 6b ist zu diesem Zeitpunkt auf jeden Fall ganz rechts, das Kaltwasserreservoir 21b somit leer. Im Warmwasserreservoir 20, also zwischen den beiden Kolben 6a und 6b, befindet sich zu diesem Zeitpunkt noch eine Warmwassermenge, welche wenigstens dem einfachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 entspricht. Aufgrund der geöffneten Ventile 9c und 10b kann jetzt warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 durch den ersten Leitungsabschnitt 1 zum Behälter 5 strömen, falls an der Warmwasserentnahmestelle 12 weiterhin Wasser entnommen wird. Dadurch strömt die Kaltwassermenge im ersten Leitungsabschnitt 1 vor der Warmwassermenge zum Behälter 5. Die Wassertemperaturen in der zentralen Warmwasserbevorratung 14 und dem Warmwasserreservoir 20 sollen aufeinander abgestimmt sein, so dass beispielsweise ca. 55°C warmes Wasser beim Behälter 5 ankommen kann.
Zunächst strömt das kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 durch Ventil 9c in das Kaltwasserreservoir 21b. Wenn warmes Wasser beim Temperaturfühler 17 ankommt öffnet das Ventil 9a und schließt das Ventil 9c. Bis zu diesem Moment war noch hinreichend warmes Wasser im Warmwasserreservoir 20 des Behälters 5, so dass eine durchgehende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12 gewährleistet war. Der Kolben 6b ist wieder in Richtung Kolbenstoppvorrichtung 33 gewandert, da das Kaltwasserreservoir 21b das kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 aufnehmen musste. Durch den bei der fortlaufenden Warmwasserentnahme anhaltenden Kaltwasserbedarf beim thermostatischen Mischer 15 wird auch schon ein Teil der nachströmenden Kaltwassermenge aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 genutzt. So ist das Kaltwasserreservoir 21b nicht maximal gefüllt und auch noch eine kleine Restmenge warmen Wassers im Warmwasserreservoir 20. Wird auch weiterhin warmes Wasser an der Warmwasserentnahmestelle 12 entnommen, so wird zunächst das Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b zum Mischen der richtigen Temperatur vollständig aufgebraucht. Danach strömt kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a durch Ventil 35 und das Kaltwasserreservoir 21b zum Mischer 15, wodurch das Warmwasserreservoir 20 während der Warmwasserentnahme gefüllt wird und der Kolben 6a somit nach links wandert. Sobald der Kolben 6a den Leitungsinhaltspegel 27 erreicht, was beispielsweise mit Hilfe eines Reedsensors an der Behälterwand und einem Magneten im Kolben von der elektronischen Steuerungseinheit 13a festgestellt werden kann, öffnet sich wieder das Ventil 10a und Ventil 9a schließt. Wandert der Kolben 6a wieder nach rechts, so schließt Ventil 10a und öffnet Ventil 9a wieder etc. Durch diese Regelung verbleibt der Kolben 6a im Bereich des Leitungsinhaltspegels 27.
Nach dem Ende der Warmwasserentnahme startet die Pumpe 4 und versucht, das Warmwasserreservoir 20 mit warmem Wasser zu füllen. Gab es zuvor keine lange Warmwasserentnahme mit der entsprechenden Füllung des Warmwasserreservoirs 20 wie zuvor beschrieben, so wird das Warmwasserreservoir 20 so weit mit warmer Wasser gefüllt, bis der Kolben 6a den Leitungsinhaltspegel 27 erreicht. Auch in diesem Fall werden die Ventile 10a und 9a wie zuvor beschrieben gesteuert und der Kolben 6a bleibt im Bereich des Leitungsinhaltspegels 27. Das Kaltwasserreservoir 21b ist maximal mit dem einfachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 gefüllt, je nachdem wann nach dem Öffnen des Ventils 9c, gefolgt von 9a, die Warmwasserentnahme beendet wurde und wie stark die Warmwasserentnahme war.
Nach dem Ende der Warmwasserentnahme, welches die elektronische Steuerungseinheit 13b mit Hilfe des Bedarfsensors 18b und die elektronische Steuerungseinheit 13a mit Hilfe des Bedarfssensors 18a feststellt, beginnt ebenfalls eine Wartezeit. Diese Wartezeit soll ermöglichen, dass das System nicht unnötig oft arbeitet, beispielsweise bereits bei nur kurzen Unterbrechungen der Warmwasserentnahme. Die Wartezeit darf aber nicht zu lang sein, damit das warme Wasser, welches zur Zeit im ersten Leitungsabschnitt 1 steht, nicht zu sehr auskühlt. Die elektronische Steuerungseinheit 13b startet nun die Pumpe 4, schließt das Ventil 10b und öffnet das Ventil 9b. Dadurch wird kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24, vorbei an der zentralen Warmwasserbevorratung 14, direkt in den ersten Leitungsabschnitt 1 befördert. Dort schiebt diese Kaltwassermenge das warme Wasser vor sich her in Richtung Behälter 5 und weiter durch das nun, nach Ende der Wartezeit, durch die elektronische Steuerungseinheit 13a geöffnete Ventil 9a in das Warmwasserreservoir 20. Das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a strömt durch das Rückschlagventil in die Kaltwasserleitung 24. Dort strömt es entweder zur Pumpe 4, oder aber, falls gerade irgendwo eine Kaltwasserentnahme stattfindet, zu der entsprechenden Kaltwasserentnahmestelle. Kaltwasserentnahmen, egal in welcher Stärke, stören die Arbeitsvorgänge des erfindungsgemäßen Systems also nicht, sondern unterstützen diese vielmehr.
Einige vorzugsweise anordbare Komponenten, wie beispielsweise elektrische Heizelemente, thermische Isolierung, Peltierelemente, etc. sind in dieser Figur zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt, sind aber, wie im allgemeinen Text erläutert, vorteilhaft oder notwendig. Ebenso sind die Kaltwasserentnahmestellen nicht dargestellt, da sie für die Arbeitsweise des Systems nicht relevant sind.
In 2 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System ist wie das System gem. 1 aufgebaut, allerdings um eine Warmwasserentnahmestelle 12b im ersten Leitungsabschnitt 1 ergänzt. Außerdem ist die Pumpe 4 im zweiten Leitungsabschnitt 2 angeordnet. Der Pfeil bei der Pumpe 4 zeigt die Förderrichtung, wobei die Pumpe 4 auch in die entgegengesetzte Richtung von Wasser durchströmt werden kann. Die Pumpe 4 soll vorzugsweise auch nur so stark sein, dass der Nachschubvorgang zum Behälter 5 auch während einer starken Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b durchgeführt werden kann, ohne die Kaltwasserversorgung an den entsprechenden Entnahmestelle zu beeinträchtigen. Die Anordnung der Pumpe 4 in der Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschnitt 2 soll den Nachschubvorgang somit lediglich unterstützen, bzw. leicht ermöglichen. Andere Anordnungen der Pumpe 4, aber auch der gezielte Einsatz von Druckminderern ist ebenfalls möglich.
Die allgemeinen Hinweise und die Erläuterungen zu 1 gelten für diese 2 entsprechend. Der erste Leitungsabschnitt 1 ist in einen Abschnitt 1b zwischen der zentralen Warmwasserbevorratung 14 und der Warmwasserentnahmestelle 12b, und einen Abschnitt 1a zwischen dem Behälter 5 und der Warmwasserentnahmestelle 12b, unterteilt. Außerdem ist im ersten Leitungsabschnitt 1a, vorzugsweise nahe am Abzweig zur Warmwasserentnahmestelle 12b, ein Rückschlagventil 8 und ein Thermoventil 7 angeordnet. Das Thermoventil 7 kann mechanisch, hydraulisch oder auch elektronisch arbeitend ausgelegt sein und lässt nur warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in den ersten Leitungsabschnitt 1b strömen. Sobald kaltes Wasser dieses Thermoventil 7 erreicht, verhindert dieses das Strömen aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in den ersten Leitungsabschnitt 1b. Das Rückschlagventil 8 neben dem Thermoventil 7 lässt wiederum immer nur Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b in den ersten Leitungsabschnitt 1a, aber unabhängig von der Wassertemperatur.
Diese Anordnung ermöglicht den Betrieb der Warmwasserentnahmestelle 12b, ohne dass es bei sich überschneidendem Warmwasserströmen zur Warmwasserentnahmestelle 12b und zum Warmwasserreservoir 20 zu im ersten Leitungsabschnitt 1a stehenden und sich dort abkühlenden Warmwassermengen kommt. Wenn durch eine Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a, über die Puffermenge des Behälters 5 hinaus, dem Behälter 5 warmes Wasser entnommen wurde, so strömt, wie zu 1 erläutert, warmes Wasser von der zentralen Warmwasserbevorratung 14 durch den ersten Leitungsabschnitt 1, bestehend aus den Abschnitten 1b und 1a, zum Behälter 5. Wie zu 1 erläutert wird das Warmwasserreservoir 20 zunächst so weit mit warmer Wasser gefüllt, bis der Kolben 6a den Leitungsinhaltspegel 27 erreicht; dies kann, wie zu 1 erläutert, durch eine fortgesetzte Warmwasserentnahme geschehen, oder aber mit Hilfe eines Nachschubpumpvorgangs der Pumpe 4. Beginnt nun während der zu 1 erläuterten Wartezeit an der Warmwasserentnahmestelle 12b ebenfalls eine Warmwasserentnahme, so strömt wieder warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1b und von dort weiter zur Warmwasserentnahmestelle 12b. Da das Wasser beim Thermoventil 7 durch das zuvor stattgefundene Warmwasserströmen zum Behälter 5 noch warm ist, ist das Thermoventil 7 geöffnet. Dadurch kann kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b in den ersten Leitungsabschnitt 1a strömen, wenn das Ventil 10a geöffnet ist. Da die Wartezeit des Behälters 5 aber noch nicht abgelaufen ist, schließt die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 10a sehr schnell wieder, da kaltes Wasser sofort den Temperatursensor 17 erreicht. So wird ein Strömen von kaltem Wasser in den ersten Leitungsabschnitt 1a verhindert, um nicht während der Wartezeit des Behälters 5 das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 durch kaltes Wasser zu ersetzen. Findet aber nach dem Ende der Wartezeit immer noch eine Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b statt, so kann kaltes Wasser durch das nun geöffnete Ventil 10a aus der Kaltwasserleitung 24 in das Kaltwasserreservoir 21a strömen. Ist zu diesem Zeitpunkt das Kaltwasserreservoir 21b leer, so strömt kaltes Wasser weiter durch das Ventil 35 und das leere Kaltwasserreservoir 21b in den ersten Leitungsabschnitt 1a. Ist zu jenem Zeitpunkt aber noch Wasser im Kaltwasserreservoir 21b, so gleiten beide Kolben 6a und 6b zunächst parallel nach rechts, wodurch das Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b in den ersten Leitungsabschnitt 1a gelangt; sobald der Kolben 6b das Ventil 35 öffnet, strömt wieder kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 in das Kaltwasserreservoir 21a, und Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a über das Kaltwasserreservoir 21b in den ersten Leitungsabschnitt 1a. Das zuvor im ersten Leitungsabschnitt 1a befindliche warme Wasser strömt zur Warmwasserentnahmestelle 12b und wird wie erläutert durch kaltes Wasser ersetzt.
Solange das Thermoventil 7 geöffnet ist, die Wartezeit bei Behälter 5 abgelaufen ist und somit warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in den ersten Leitungsabschnitt 1b strömen kann, wird die Warmwasserentnahmestelle 12b mit warmem Wasser aus beiden Leitungsabschnitten 1a und 1b gespeist. Sobald kaltes Wasser bei dem Ventil 7 ankommt schließt dieses wieder und lediglich warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b strömt zur Warmwasserentnahmestelle 12b.
Durch dieses Ersetzen des warmen Wassers im ersten Leitungsabschnitt 1a durch kaltes Wasser wird ein unerwünschtes Auskühlen des warmen Wassers im ersten Leitungsabschnitt 1a verhindert. Das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1b hingegen ist durch die Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b unmittelbar nach dieser Warmwasserentnahme noch sehr warm. Die Pumpe 4 versucht nach dem Ende der Warmwasserentnahme, was die elektronische Steuerungseinheit 13b durch den Bedarfssensor 18b feststellt, eine erneute Nachschubphase. Dies lässt die elektronische Steuerungseinheit 13a für den Behälter 5 auch zu, ebenso wie die der Nachschubphase folgenden Vorwärtszirkulation, bei der das warme Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 durch kaltes Wasser, welches durch das Ventil 9b vorbei an der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1 gelangt, ersetzt wird. Die Notwendigkeit des späteren Zulassens des Warmwassernachschubs und der Vorwärtszirkulation kann die elektronische Steuerungseinheit 13a mit Hilfe des Temperatursensors 17 und/oder des Bedarfssensors 18a feststellen. Eine dann erneut einsetzende Wartezeit kann vorteilhaft sein, damit der erste Leitungsabschnitt 1a während einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b nicht regelmäßig durch die Pumpe 4 vorwärts warm und durch das Strömen in Richtung Warmwasserentnahmestelle 12b rückwärts kalt gefüllt wird.
Diese Arbeitsweise mit Warmwassernachschub und Vorwärtszirkulation in Zusammenhang mit überlappenden Warmwasserentnahmen ist besonders dann vorteilhaft, wenn der Abzweig im ersten Leitungsabschnitt 1 nahe am Behälter 5 ist, der erste Leitungsabschnitt 1a also relativ kurz ist. Alternativ zu dem Zulassen des Nachschubes und der Vorwärtszirkulation durch die elektronische Steuerungseinheit 13a kann der Behälter 5 auch fünfmal so groß ausgelegt werden wie der Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1. Dann ist ebenfalls immer eine durchgehende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a gewährleistet. Ist der erste Leitungsabschnitt 1a größer als der erste Leitungsabschnitt 1b, so würde wiederum ein viermal so groß wie der Leitungsinhalt ausgelegter Behälter 5 ausreichen, auch wiederum ohne das Zulassen einer späten Nachschubphase mit anschließender Vorwärtszirkulation. Ohne dieses Zulassen der Nachschubphase und der Vorwärtszirkulation bleibt aber ggf. warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1b stehen und kühlt dort aus.
Grundsätzlich kann man also sagen, dass ein großer erster Leitungsabschnitt 1a mit einem kleinen ersten Leitungsabschnitt 1b für einen größeren Behälter 5 spricht, ein großer erster Leitungsabschnitt 1b mit einem kleinem Leitungsabschnitt 1a aber für ein Zulassen einer Nachschubphase und einer Vorwärtszirkulation. Hätte bei der Warmwasserentnahmestelle 12b keine andauernde Warmwasserentnahme stattgefunden, so wäre das warme Wasser im gesamten ersten Leitungsabschnitt 1 mit Hilfe der Pumpe 4 durch kaltes Wasser ersetzt und in das Warmwasserreservoir 20 befördert worden.
Bezüglich der Wiederbefüllung des Warmwasserreservoirs 20 nach einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a wäre, bei den Abläufen und Größenverhältnissen wie zu 1 erläutert, die ungünstigste Abfolge, dass die Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a stoppt kurz nach dem Aufbrauchen der Puffermenge, wenn also zunächst das Ventil 9c öffnet und die Pumpe 4 zu arbeiten beginnt. Dann nimmt das Kaltwasserreservoir 21b das gesamte kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 auf, ist also maximal gefüllt. Das Warmwasserreservoir 20 ist dann wenigstens mit einer Menge entsprechend dem zweifachen Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 gefüllt.
So ist auch bei einer überschneidenden Warmwasserentnahme, wie zuvor erläutert, jederzeit eine hinreichende Warmwassermenge im Warmwasserreservoir 20 bevorratet, um für die Warmwasserentnahmestelle 12a eine durchgehende Warmwasserentnahme zu gewährleisten. Ist der Behälter 5 größer als in 1 als Mindestgröße vorgegeben, so ist auch bei dieser erläuterten ungünstigsten Abfolge noch eine entsprechende Puffermenge gegeben.
In 3 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System arbeitet bezüglich einer Warmwasserentnahme grundsätzlich so wie zu 1 erläutert. Bei einem Überlappen der Wasserentnahmen arbeitet das System dann grundsätzlich so wie zu 2 erläutert. Anders als in 2 sind hier am ersten Leitungsabschnitt 1 aber zwei weitere Warmwasserentnahmestellen 12b und 12c angeordnet. Soll, wie zu 2 erläutert, nach der Wartezeit bei Behälter 5 ein Zurückströmen von warmem Wasser aus den Leitungsabschnitten 1a und 1b zur Warmwasserentnahmestelle 12c ermöglicht werden, so muss beim Zurückströmen beim Abzweig zur Warmwasserentnahmestelle 12b auch noch kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a durch das Ventil 10c durchgelassen werden. Nur dadurch kann auch warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b zur Warmwasserentnahmestelle 12c strömen. Da dies aber bei einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b unerwünscht wäre, darf das Ventil 10c nur dann kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in den ersten Leitungsabschnitt 1b durchlassen, wenn der Bedarfssensor 18c nicht anspricht, also gerade keine Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b stattfindet.
Das Schließen von Ventil 10c hängt also vom Temperaturfühler 17b und dem Bedarfssensor 18c ab. Dies muss aber nicht unbedingt elektronisch gesteuert werden. Auch eine mechanische oder hydraulische Steuerung ist hier möglich oder denkbar.
Am Abzweig zur Warmwasserentnahmestelle 12c ist wiederum eine einfache Anordnung von Thermoventil 7 und Rückschlagventil 8 möglich, da zwischen der zentralen Warmwasserbevorratung 14 und der Warmwasserentnahmestelle 12c keine weitere Warmwasserentnahmestelle und auch kein Abzweig zu einem weiteren Behälter 5 angeordnet ist.
In 4 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System basiert grundsätzlich auf der Arbeitsweise gem. der 1 und 2. Auch hier weist der erste Leitungsabschnitt 1 einen Abzweig auf, der aber nicht zu einer Warmwasserentnahmestelle 12, sondern zu einem Behälter 5 führt. Beide Behälter 5a und 5b arbeiten so wie zu 1 erläutert. Das ggf. notwendige, bzw. mögliche, Rückwärtsströmen von warmer Wasser bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen findet grundsätzlich so statt wie zu 2 erläutert. Die Größe des Behälters 5a ist auf den Inhalt der ersten Leitungsabschnitte 1a plus 1c abgestimmt, die Größe des Behälters 5b auf den Inhalt der ersten Leitungsabschnitte 1b und 1c. Da ggf. warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in den ersten Leitungsabschnitt 1b, und warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b in den ersten Leitungsabschnitt 1a strömt, jeweils gefolgt von kaltem Wasser, müssen entsprechend zwei Thermoventile 7a und 7b, jeweils mit einem Rückschlagventil kombiniert, für beide ersten Leitungsabschnitte 1a und 1b beim Abzweig angeordnet werden. Eine etwas verlegte Anordnung dieser Kombination aus Thermoventil 7 und Rückschlagventil 8 im ersten Leitungsabschnitt, jeweils in Richtung des Behälter, ist ebenfalls möglich. Dies kann in der Montagepraxis vorteilhaft sein, bei Inkaufnahme einer ggf. geringfügig schlechteren Energieeffizienz.
Würde der erste Leitungsabschnitt mehr als einen Abzweig aufweisen, so könnte der von der zentralen Warmwasserbevorratung 14 aus gesehen erste Abzweig auch mit Ventilkombination aus Thermoventil 7 und Rückschlagventil 8 ausgestattet werden. Die nachfolgenden Abzweige müssen aber mit einer Kombination aus Bedarfssensor 18, Temperaturfühler 17, Ventil 10 und Rückschlagventil 8 ausgestattet werden, so wie zu 3 gezeigt und erläutert. Diese Vorgaben befolgend sind nahezu beliebig komplexe Systeme, mit nahezu beliebig vielen Abzweigen, zur Warmwasserversorgung realisierbar.
In 5 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13b ohne eine direkte Kommunikation untereinander arbeiten, das Volumen des Behälters 5a wenigstens dem doppelten Volumen des ersten Leitungsabschnitts 1 entsprechen muss und der zweite Leitungsabschnitt 2 nicht identisch ist mit der Kaltwasserleitung 24. Außerdem kann kein Wasser, welches aus dem ersten Leitungsabschnitt 1, als Warmwasserleitung, stammt, in die Kaltwasserleitung 24 gelangen, womit das System ggf. entsprechenden nationalen Vorschriften entspricht. Ferner weisen die Behälter 5 jeweils nur ein Kaltwasserreservoir 21 auf. Der Behälter 5 hat einen Pufferpegel 26 und einen Leitungsinhaltspegel 27, deren Bedeutung sich aus der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise des Systems ergibt. Am ersten Leitungsabschnitt 1 sind insgesamt drei Warmwasserentnahmestellen 12a, 12b und 12c angeordnet, wobei nur die Warmwasserentnahmestelle 12a rasch mit warmem Wasser aus dem Behälter 5a versorgt wird. Entnahmen bei den Warmwasserentnahmestellen 12b und 12c sorgen aber ggf. für ein Rückwärtsströmen von warmer Wasser aus dahinter angeordneten Abschnitten des ersten Leitungsabschnitts 1, bevor dort stehendes warmes Wasser auskühlt.
In der Ausgangslage sind sowohl die ersten Leitungsabschnitte 1a, 1b und 1c, als auch der zweite Leitungsabschnitt 2 mit kaltem Wasser gefüllt. Das Warmwasserreservoir 20a ist mit warmem Wasser gefüllt, des Kaltwasserreservoirs 21a ist leer. Somit ist der Kolben 6a auch ganz links im Behälter 5a. Wenn an der Warmwasserentnahmestelle 12a Wasser entnommen wird, so leert sich das Warmwasserreservoir 20a und das Kaltwasserreservoir 21a füllt sich, da durch das geöffnete Ventil 10a kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 in das Kaltwasserreservoir 21a strömt. Sobald der Kolben 6a den Pufferpegel 26a erreicht, schließt das Ventil 10a. Der Pufferpegel 26a und Leitungsinhaltspegel 27a des Behälters 5a können beispielsweise mit Reedschaltern an der Behälterwand und Magneten im Kolben 6a für die elektronischen Steuerungseinheiten 13a festgestellt werden. Außerdem wird das Ventil 9c durch die elektronische Steuerungseinheit 13a geöffnet, da der Temperatursensor 17a kaltes Wasser detektiert. Warmes Wasser strömt nun aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a und folgt somit dem kalten Wasser. Sobald warmes Wasser am Temperatursensor 17a ankommt, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9a und schließt das Ventil 9c. Da auch unterhalb des Pufferpegels 26a noch mehr warmes Wasser im Warmwasserreservoir 20a bevorratet war als es dem Inhalt des ersten Leitungsabschnitts 1 entspricht, ist jederzeit eine durchgehende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a gewährleistet.
Noch während der gerade stattfindenden Warmwasserentnahme startet die elektronischen Steuerungseinheit 13c auch die Pumpe 4. Diese saugt das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a, wodurch sich das Warmwasserreservoir 20a wieder füllt und das Kaltwasserreservoir 21a leert. Sobald der Kolben 6a den Leitungsinhaltspegel 27a erreicht, schließt die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9a und öffnet Ventil 10a wieder; wandert der Kolben 6a wieder nach rechts vom Leitungsinhaltspegel 27a, so öffnet sich wieder das Ventil 9a und das Ventil 10a schließt sich erneut, usw.. Durch diese Schaltvorgänge verbleibt der Kolben 6a im Bereich des Leitungsinhaltspegels 27a.
Wird kein warmes Wasser mehr entnommen, so sprechen die Bedarfssensoren 18a und 18c nicht mehr an und bei den elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13c beginnt die gleich lang eingestellte Wartezeit. Nach Ablauf der Wartezeit startet die elektronische Steuerungseinheit 13c die Pumpe 4, schließt Ventil 10c und öffnet Ventil 9b. Die elektronische Steuerungseinheit 13a öffnet zunächst Ventil 9a, bzw. lässt dies geöffnet, da der Temperatursensor 17a noch warmes Wasser detektiert, und schließt Ventil 10a. Somit wird das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a in den zweiten Leitungsabschnitt 2, und kaltes Wasser aus diesem vorbei an der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a befördert. Dieses kalte Wasser schiebt das bis zu diesem Zeitpunkt im ersten Leitungsabschnitt 1a befindliche warme Wasser durch das geöffnete Ventil 9a in das Warmwasserreservoir 20a. Sobald das kalte Wasser den Temperatursensor 17a erreicht öffnet das Ventil 10a und schließt das Ventil 9a wieder. Da die Pumpe 4 kein Wasser mehr befördern kann und somit der Bedarfssensor 18d nicht mehr anspricht, stoppt die Pumpe 4. Durch diese kurze Zirkulation wurde das Warmwasserreservoir 20a vollständig gefüllt und das Kaltwasserreservoir 21a vollständig entleert. Es bleibt kein warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1a, der eigentlichen Warmwasserleitung, stehen und kann somit dort auch nicht auskühlen. Findet während dieser Zirkulationsphase eine erneute Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a statt, so stellt der Bedarfssensor 18c diesen Warmwasserbedarf für die elektronische Steuerungseinheit 13c fest, weshalb die Pumpe 4 sofort stoppt. In diesem Fall werden die Arbeitsvorgänge des Systems wie zuvor beschrieben erneut durchgeführt.
Wie bei 3 sind auch in dieser 5 zwei weitere Warmwasserentnahmestellen 12b und 12c angeordnet. Die Arbeitsweise der Sensoren und Ventile an deren Abzweig vom ersten Leitungsabschnitt 1 ist die gleiche wie zu 2 und 3 erläutert.
Weitere vorteilhafte oder notwendige Bestandteile des Systems, wie Thermomischer, thermische Isolierung, Heizelemente, Peltierelemente zum Kühlen, etc. sind zur besseren Übersichtlichkeit in dieser 5 nicht eingezeichnet.
In 6 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die elektronischen Steuerungseinheiten 13a, b und c ohne eine Kommunikation untereinander arbeiten, das Volumen des Behälters 5a wenigstens dem doppelten Volumen des ersten Leitungsabschnitts 1a, das Volumen des Behälters 5b wenigstens dem doppelten Volumen der beiden ersten Leitungsabschnitte 1a plus 1b entsprechen muss und der zweite Leitungsabschnitt 2 nicht identisch ist mit der Kaltwasserleitung 24. Ferner weisen die Behälter 5 jeweils nur ein Kaltwasserreservoir 21 auf. Die Behälter 5 weisen jeweils einen Pufferpegel 26 und einen Leitungsinhaltspegel 27 auf, deren Bedeutung sich aus der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise des Systems ergibt. Außerdem kann es bei diesem System nicht zu unerwünschter Auskühlung von im ersten Leitungsabschnitt 1 stehendem warmer Wasser kommen, auch nicht bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen an den Warmwasserentnahmestellen 12a und 12b. Es kann auch kein Wasser, welches aus dem ersten Leitungsabschnitt 1, als Warmwasserleitung, stammt, in die Kaltwasserleitung 24 gelangen, womit das System ggf. entsprechenden nationalen Vorschriften entspricht.
In der Ausgangslage sind sowohl die ersten Leitungsabschnitte 1a und 1b, als auch der zweite Leitungsabschnitt 2 mit kaltem Wasser gefüllt. Die Warmwasserreservoirs 20a und 20b sind mit warmer Wasser gefüllt, die Kaltwasserreservoirs 21a und 21b sind leer. Somit sind die Kolben 6a und 6b auch ganz links in den Behältern 5a und 5b. Wenn an der Warmwasserentnahmestelle 12a Wasser entnommen wird, so leert sich das Warmwasserreservoir 20a und das Kaltwasserreservoir 21a füllt sich, da durch das geöffnete Ventil 10a kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 in das Kaltwasserreservoir 21a strömt. Sobald der Kolben 6a den Pufferpegel 26a erreicht, schließt das Ventil 10a. Die Pufferpegel 26 und Leitungsinhaltspegel 27 der Behälter 5 können beispielsweise mit Reedschaltern an den Behälterwänden und Magneten in den Kolben 6 für die elektronischen Steuerungseinheiten 13 festgestellt werden. Außerdem wird das Ventil 9c durch die elektronische Steuerungseinheit 13a geöffnet, da der Temperatursensor 17a kaltes Wasser detektiert. Warmes Wasser strömt nun aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a und folgt somit dem kalten Wasser. Sobald warmes Wasser am Temperatursensor 17a ankommt, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9a und schließt das Ventil 9c. Da auch unterhalb des Pufferpegels 26a noch mehr warmes Wasser im Warmwasserreservoir 20a bevorratet war als es dem Inhalt des ersten Leitungsabschnitts 1a entspricht, ist jederzeit eine durchgehende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a gewährleistet.
Noch während der gerade stattfindenden Warmwasserentnahme startet die elektronischen Steuerungseinheit 13c auch die Pumpe 4. Diese saugt das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a, wodurch sich das Warmwasserreservoir 20a wieder füllt und das Kaltwasserreservoir 21a leert. Sobald der Kolben 6a den Leitungsinhaltspegel 27a erreicht, schließt die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9a und öffnet Ventil 10a wieder; wandert der Kolben 6a wieder nach rechts vom Leitungsinhaltspegel 27a, so öffnet sich wieder das Ventil 9a und das Ventil 10a schließt sich erneut, usw.. Durch diese Schaltvorgänge verbleibt der Kolben 6a im Bereich des Leitungsinhaltspegels 27a.
Wird kein warmes Wasser mehr entnommen, so sprechen die Bedarfssensoren 18a und 18c nicht mehr an und bei den elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13c beginnt die gleich lang eingestellte Wartezeit. Nach Ablauf der Wartezeit startet die elektronische Steuerungseinheit 13c die Pumpe 4, schließt Ventil 10c und öffnet Ventil 9e. Die elektronische Steuerungseinheit 13a öffnet zunächst Ventil 9a, bzw. lässt dies geöffnet, da der Temperatursensor 17a noch warmes Wasser detektiert, und schließt Ventil 10a. Somit wird das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a in den zweiten Leitungsabschnitt 2, und kaltes Wasser aus diesem vorbei an der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a befördert. Dieses kalte Wasser schiebt das bis zu diesem Zeitpunkt im ersten Leitungsabschnitt 1a befindliche warme Wasser durch das geöffnete Ventil 9a in das Warmwasserreservoir 20a. Sobald das kalte Wasser den Temperatursensor 17a erreicht öffnet das Ventil 10a und schließt das Ventil 9a wieder. Da die Pumpe 4 kein Wasser mehr befördern kann und somit der Bedarfssensor 18d nicht mehr anspricht, stoppt die Pumpe 4. Durch diese kurze Zirkulation wurde das Warmwasserreservoir 20a vollständig gefüllt und das Kaltwasserreservoir 21a vollständig entleert. Es bleibt kein warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1a, der eigentlichen Warmwasserleitung, stehen und kann somit dort auch nicht auskühlen. Findet während dieser Zirkulationsphase eine erneute Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a statt, so stellt der Bedarfssensor 18c diesen Warmwasserbedarf für die elektronische Steuerungseinheit 13c fest, weshalb die Pumpe 4 sofort stoppt. In diesem Fall werden die Arbeitsvorgänge des Systems wie zuvor beschrieben erneut durchgeführt.
Wird an der Warmwasserentnahmestelle 12b warmes Wasser entnommen, so schließt auch dort das Ventil 10b erst mit dem Erreichen des Pufferpegels 26b. Sowohl die Größe des Behälters 5b, als auch Pufferpegel 26b und Leitungsinhaltspegel 27b, sind auf das Volumen des gesamten ersten Leitungsabschnitts 1 abgestimmt. Wird der Pufferpegel 26b unterschritten, so schließt das Ventil 10b. Ventil 9d öffnet dann, weil der Temperatursensor 17b kaltes Wasser detektiert. In der Folge fließt nun warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 durch die ersten Leitungsabschnitte 1a und 1b zum Behälter 5b. Die weiteren Abläufe nach einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b sind für den Behälter 5b im übertragenen Sinn die gleichen wie weiter oben zu Behälter 5a erläutert bei einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a.
Falls aber nach einer einsetzenden Warmwasserentnahme bei Behälter 5b eine Warmwasserentnahme bei Behälter 5a, also an der Warmwasserentnahmestelle 12a einsetzt, so kann währenddessen keine Zirkulationsphase, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, wohl aber eine Nachschubphase bei beiden Behältern 5. Diese sind somit bis zum Leitungsinhaltspegel 27a bzw. 27b gefüllt. Durch die fortlaufende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a strömt ständig neues warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 durch den ersten Leitungsabschnitt 1a nach. Dieser erste Leitungsabschnitt 1a kühlt somit nicht aus. Das Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1b hingegen würde dort stehen bleiben und relativ schnell auskühlen. Damit dies nicht geschieht, wird dieses warme Wasser dem ersten Leitungsabschnitt 1b durch die anhaltende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a rückwärts strömend entzogen. Ist nämlich die Wartezeit der elektronischen Steuerungseinheit 13b abgelaufen, so öffnet diese das Ventil 10b. Die Ventile 10a und 9a bei Behälter 5a werden, wie zuvor erläutert, so gesteuert, dass der Kolben 6a bei dem Leitungsinhaltspegel 27a verbleibt. Das Thermoventil 7 ist geöffnet, da dort warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1b steht. Somit kann das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b durch das Thermoventil 7 und das Warmwasserreservoir 20a zur Warmwasserentnahmestelle 12a strömen. Ebenso kann zeitweise noch warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a zur Warmwasserentnahmestelle 12a strömen, abhängig von der Öffnung des Ventils 9a.
Alternativ ist bei Behälter 5a aber auch eine Steuerung durch die elektronische Steuerungseinheit 13a möglich, die in diesem Fall zunächst zu einer alleinigen Nutzung des warmen Wassers aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b führt.
Ist, nach dem Ende der Warmwasserentnahme und der Nachschubphase, die Wartezeit bei den elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13c ebenfalls abgelaufen, so wird wieder die Zirkulation wie oben beschrieben durchgeführt. Für den Behälter 5b kann die elektronische Steuerungseinheit 13b mit Hilfe des Bedarfssensors 18b und der für alle elektronischen Steuerungseinheiten 13 gleichen Wartezeit feststellen, ob nur kurz und etwas warmes Wasser rückwärts aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b zum Behälter 5a geströmt ist. Ist die Wartezeit nach dem letzten Ansprechen des Bedarfssensors 18b abgelaufen und es strömt nicht erneut Wasser am Bedarfssensor 18b vorbei zum Behälter 5b, so gab es eine Warmwasserentnahme beim Behälter 5a die zeitlich über das Rückwärtsströmen von warmem Wasser aus 1b zum Behälter 5a hinaus ging. Dann weiß die elektronische Steuerungseinheit 13b, dass kein warmes Wasser mehr im ersten Leitungsabschnitt 1b steht, weshalb die elektronische Steuerungseinheit 13b bei Behälter 5b in diesem Fall weder eine Nachschub-, noch eine Zirkulationsphase zulässt.
Alternativ kann die elektronische Steuerungseinheit 13b einfacher nach einem Rückwärtsströmen durch eine Entnahme bei Behälter 5a weitere Nachschub- oder Zirkulationsphasen unterbinden. Dann kann es zu Restmengen warmen Wassers im ersten Leitungsabschnitt 1b kommen die dort ggf. auskühlen, was allerdings selten und nur in geringem Maße der Fall wäre.
Das Warmwasserreservoir 20a ist nach der Zirkulationsphase wieder vollständig gefüllt. Bei Behälter 5b bleibt der Kolben 6b beim Leitungsinhaltspegel 27b, wenn nicht auch für ihn noch eine Nachschub- und Zirkulationsphase zugelassen wurde, so wie weiter oben erläutert. Der Behälter 5b ist aber auf jeden Fall über den Pufferpegel 26b hinaus mit warmem Wasser gefüllt, wodurch auch bei der nächsten Warmwasserentnahme ein einwandfreier Betrieb gewährleistet ist. Jeder Behälter 5 soll wenigsten den doppelten Leitungsinhalt seines dazugehörigen ersten Leitungsabschnitts 1 aufnehmen können, damit bei einer Füllung des Warmwasserreservoirs 20 bis zum Pufferpegel 26 eine geringere Warmwassermenge bevorratet wird als bei einer Füllung des Warmwasserreservoirs 20 bis zum Leitungsinhaltspegel 27.
In den 5 und 6 werden Abzweige am ersten Leitungsabschnitt 1 gezeigt, die zu weiteren Warmwasserentnahmestellen oder zu weiteren Behältern 5 weggehen und ebenfalls ein Rückwärtsströmen von warmem Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 ermöglichen, ohne dass es zu Unterbrechungen bei der Warmwasserentnahme kommt. Entsprechende Anordnungen mit Abzweigen sind auch bei einem System gem. der Arbeitsweise des Systems dieser 6 möglich. Ein solches System kann demnach nahezu beliebig komplex aufgebaut sein. Entweder strömt das warme Wasser vorwärts oder rückwärts zu einer Warmwasserentnahmestelle 12 an der gerade warmes Wasser entnommen wird, oder das warme Wasser wird durch die Pumpe 4 in das Warmwasserreservoir 20 des zu dem entsprechenden Leitungsabschnitt 1 gehörenden Behälter 5 befördert. Ferner ist auch kein Behälter zur Aufnahme warmen Wassers für eine Rückwärtszirkulation bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 notwendig, da nur Warmwasserentnahmen zu einem Rückwärtsströmen von warmer Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 führen. Entsprechend ist ferner auch nur eine Arbeitsrichtung der Pumpe 4 notwendig. Weil die elektronischen Steuerungseinheiten 13 nicht direkt miteinander kommunizieren müssen, ist ein solches System besonders zur Nachrüstung in Gebäude mit bestehender Zirkulationsleitung und Warmwasserleitung geeignet. Da kein zusätzlicher Behälter für eine Rückwärtszirkulation bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 notwendig ist, bietet sich dieses System besonders für kleinere Gebäude an, da der Montageaufwand sehr gering ist und die Behälter 5 zudem sehr klein ausgelegt werden können.
Weitere vorteilhafte oder notwendige Bestandteile des Systems, wie Thermomischer, thermische Isolierung, Heizelemente, Peltierelemente zum Kühlen, etc. sind zur besseren Übersichtlichkeit in dieser 6 nicht eingezeichnet.
In 7 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Das System zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die elektronischen Steuerungseinheiten 13a, b und c ohne eine Kommunikation untereinander arbeiten, das Volumen der Behälter 5a und 5b lediglich wenigstens dem doppelten Volumen des jeweils davor angeordneten Abschnitts des ersten Leitungsabschnitts 1 entsprechen muss und der zweite Leitungsabschnitt 2 nicht identisch ist mit der Kaltwasserleitung 24. Ferner weisen die Behälter 5 jeweils nur ein Kaltwasserreservoir 21 auf. Die Behälter 5 weisen jeweils einen Pufferpegel 26 und einen Leitungsinhaltspegel 27 auf, deren Bedeutung sich aus der folgenden Beschreibung der Arbeitsweise des Systems ergibt. Außerdem kann es bei diesem System nicht zu unerwünschter Auskühlung von im ersten Leitungsabschnitt 1 stehendem warmem Wasser kommen, auch nicht bei sich überlappenden Warmwasserentnahmen an den Warmwasserentnahmestellen 12a und 12b. Es kann auch kein Wasser, welches aus dem ersten Leitungsabschnitt 1, als Warmwasserleitung, stammt, in die Kaltwasserleitung 24 gelangen, womit das System ggf. entsprechenden nationalen Vorschriften entspricht.
In der Ausgangslage sind sowohl die ersten Leitungsabschnitte 1a und 1b, als auch der zweite Leitungsabschnitt 2 mit kaltem Wasser gefüllt.
Die Warmwasserreservoirs 20a und 20b sind mit warmem Wasser gefüllt, die Kaltwasserreservoirs 21a und 21b sind leer. Somit sind die Kolben 6a und 6b auch ganz links in den Behältern 5a und 5b. Wenn an der Warmwasserentnahmestelle 12a Wasser entnommen wird, so leert sich das Warmwasserreservoir 20a und das Kaltwasserreservoir 21a füllt sich, da durch das geöffnete Ventil 10a kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 in das Kaltwasserreservoir 21a strömt. Sobald der Kolben 6a den Pufferpegel 26a erreicht, schließt das Ventil 10a. Die Pufferpegel 26 und Leitungsinhaltspegel 27 der Behälter 5 können beispielsweise mit Reedschaltern an den Behälteraußenwänden und Magneten in den Kolben 6 für die elektronischen Steuerungseinheiten 13 festgestellt werden. Außerdem wird das Ventil 9c durch die elektronische Steuerungseinheit 13a geöffnet, da der Temperatursensor 17a kaltes Wasser detektiert. Warmes Wasser strömt nun aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a und folgt somit dem kalten Wasser. Sobald warmes Wasser am Temperatursensor 17a ankommt, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9a und schließt das Ventil 9c. Da auch unterhalb des Pufferpegels 26a noch mehr warmes Wasser im Warmwasserreservoir 20a bevorratet war als es dem Inhalt des ersten Leitungsabschnitts 1a entspricht, ist jederzeit eine durchgehende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a gewährleistet.
Noch während der gerade stattfindenden Warmwasserentnahme startet die elektronischen Steuerungseinheit 13c auch die Pumpe 4. Diese saugt das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a, wodurch sich das Warmwasserreservoir 20a wieder füllt und das Kaltwasserreservoir 21a leert. Sobald der Kolben 6a den Leitungsinhaltspegel 27a erreicht, schließt die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9a und öffnet Ventil 10a wieder; wandert der Kolben 6a wieder nach rechts vom Leitungsinhaltspegel 27a, so öffnet sich wieder das Ventil 9a und das Ventil 10a schließt sich erneut, usw.. Durch diese Schaltvorgänge verbleibt der Kolben 6a im Bereich des Leitungsinhaltspegels 27a.
Wird kein warmes Wasser mehr entnommen, so sprechen die Bedarfssensoren 18a und 18c nicht mehr an und bei den elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13c beginnt die gleich lang eingestellte Wartezeit. Nach Ablauf der Wartezeit startet die elektronische Steuerungseinheit 13c die Pumpe 4, schließt Ventil 10c und öffnet Ventil 9e. Die elektronische Steuerungseinheit 13a öffnet zunächst Ventil 9a, bzw. lässt dies geöffnet, da der Temperatursensor 17a noch warmes Wasser detektiert, und schließt Ventil 10a. Somit wird das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a in den zweiten Leitungsabschnitt 2, und kaltes Wasser aus diesem vorbei an der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a befördert. Dieses kalte Wasser schiebt das bis zu diesem Zeitpunkt im ersten Leitungsabschnitt 1a befindliche warme Wasser durch das geöffnete Ventil 9a in das Warmwasserreservoir 20a. Sobald das kalte Wasser den Temperatursensor 17a erreicht öffnet das Ventil 10a und schließt das Ventil 9a wieder. Da die Pumpe 4 kein Wasser mehr befördern kann und somit der Bedarfssensor 18d nicht mehr anspricht, stoppt die Pumpe 4. Durch diese kurze Zirkulation wurde das Warmwasserreservoir 20a vollständig gefüllt und das Kaltwasserreservoir 21a vollständig entleert. Es bleibt kein warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1a, der eigentlichen Warmwasserleitung, stehen und kann somit dort auch nicht auskühlen. Findet während dieser Zirkulationsphase eine erneute Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a statt, so stellt der Bedarfssensor 18c diesen Warmwasserbedarf für die elektronische Steuerungseinheit 13c fest, weshalb die Pumpe 4 sofort stoppt. In diesem Fall werden die Arbeitsvorgänge des Systems wie zuvor beschrieben erneut durchgeführt.
Wird an der Warmwasserentnahmestelle 12b warmes Wasser entnommen, so schließt auch dort das Ventil 10b erst mit dem Erreichen des Pufferpegels 26b. Sowohl die Größe des Behälters 5b, als auch Pufferpegel 26b und Leitungsinhaltspegel 27b, sind auf das Volumen des ersten Leitungsabschnitts 1b abgestimmt. Wird der Pufferpegel 26b unterschritten, so schließt das Ventil 10b. Ventil 9d öffnet dann, weil der Temperatursensor 17b kaltes Wasser detektiert. Nun strömt warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20a durch das Ventil 9 ein den ersten Leitungsabschnitt 1b, was der Temperatursensor l7c für die elektronische Steuerungseinheit 13a ebenfalls sofort feststellen kann. In diesem Fall arbeitet die elektronische Steuerungseinheit 13a wie bei einer Unterschreitung seines eigenen Pufferpegels 26a. Durch diese Kettenreaktion kann der Bedarfssensor 18c auch eine Unterschreitung des Pufferpegels 26b sofort feststellen, auch ohne direkte Kommunikation zwischen den elektronischen Steuerungseinheiten 13b, 13a und 13c. Zusätzlich zu den oben beschriebenen Arbeitsabläufen schließt die elektronische Steuerungseinheit 13a auch das Ventil 10d bis warmes Wasser den Temperatursensor 17a erreicht. So wird sichergestellt, dass, falls diese Warmwasserentnahme bei Behälter 5b nur sehr kurz ist, zu Beginn des Warmwassernachschubs das kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a zunächst vollständig in das Kaltwasserreservoir 21a gelangt und dort auch verbleibt. Gäbe es das geschlossene Ventil 10d nicht, so würde die Pumpe 4 das kalte Wasser zum großen Teil bereits bei Behälter 5a in den zweiten Leitungsabschnitt 2 befördern. Dadurch würde aber der Leitungsinhaltspegel 27a bei Behälter 5a nicht unterschritten, weshalb das Warmwasserreservoir 20a bei der abschließenden Zirkulationsphase nicht sicher das gesamte warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a aufnehmen könnte.
Durch die zuvor beschriebenen Abläufe ist sichergestellt, dass nach dem Ende der Warmwasserentnahme bei der Warmwasserentnahmestelle 12b der Pufferpegel 26b bei Behälter 5b und der Leitungsinhaltspegel 27a bei Behälter 5a wenigstens unterschritten sind. Bei der während oder nach der Warmwasserentnahme stattfindenden Nachschubphase werden oder bleiben beide Behälter 5 bis zum Leitungsinhaltspegel 27 gefüllt. Ist auch die Wartezeit, welche bei allen elektronischen Steuerungseinheiten 13 gleich lang gewählt ist, abgelaufen, so beginnt wieder die Zirkulationsphase. Die elektronische Steuerungseinheit 13c startet die Pumpe 4 erneut, öffnet Ventil 9e und schließt die Ventile 10c und 10e. Die elektronische Steuerungseinheit 13a öffnet Ventil 9f und schließt Ventil 10d erneut. Vom Temperatursensor 17a hängt erneut ab, ob Ventil 9a oder Ventil 9c geöffnet ist. Die elektronische Steuerungseinheit 13b öffnet die Ventile 9b und 9d ebenfalls in Abhängigkeit von der Wassertemperatur beim Temperatursensor 17b. Aufgrund dieser Ventilschaltungen strömt mit Hilfe der Pumpe das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in das Warmwasserreservoir 20a und das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a in den ersten Leitungsabschnitt 1b. Dieses kalte Wasser wiederum schiebt das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b in das Warmwasserreservoir 20b, wodurch das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b in den zweiten Leitungsabschnitt 2 und weiter in Richtung Pumpe 4 strömt. Wird zur Füllung des ersten Leitungsabschnitt 1b mehr kaltes Wasser benötigt als im Kaltwasserreservoir 21a bevorratet war, so strömt durch das geöffnete Ventil 9c kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a durch das Kaltwasserreservoir 21a und ds Ventil 9f in den ersten Leitungsabschnitt 1b. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der erste Leitungsabschnitt 1a kleiner ist als der erste Leitungsabschnitt 1b. Ist der erste Leitungsabschnitt 1a größer als der erste Leitungsabschnitt 1b, so lässt das Ventil 9d das überschüssige kalte Wasser in das Kaltwasserreservoir 21b und somit weiter in den zweiten Leitungsabschnitt 2.
Somit werden beide Warmwasserreservoirs 20a und 20b vollständig gefüllt und es verbleibt keinerlei warmes Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1.
Falls nach einer einsetzenden Warmwasserentnahme bei Behälter 5b eine Warmwasserentnahme bei Behälter 5a, also an der Warmwasserentnahmestelle 12a einsetzt, so kann währenddessen keine Zirkulationsphase, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, wohl aber eine Nachschubphase bei beiden Behältern 5. Diese sind somit bis zum Leitungsinhaltspegel 27a bzw. 27b gefüllt. Durch die fortlaufende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a strömt ständig neues warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 durch den ersten Leitungsabschnitt 1a nach. Dieser erste Leitungsabschnitt 1a kühlt somit nicht aus. Das Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1b hingegen würde dort stehen bleiben und relativ schnell auskühlen. Damit dies nicht geschieht, wird dieses warme Wasser dem ersten Leitungsabschnitt 1b durch die anhaltende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a rückwärts strömend entzogen. Ist nämlich die Wartezeit der elektronischen Steuerungseinheit 13b abgelaufen, so öffnet diese das Ventil 10b. Die Ventile 10a und 9a bei Behälter 5a werden, wie zuvor erläutert, so gesteuert, dass der Kolben 6a bei dem Leitungsinhaltspegel 27a verbleibt. Das Ventil 9e ist, immer wenn der Temperatursensor 17c warmes Wasser detektiert, geöffnet. Somit kann das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b durch das Ventil 9e und das Warmwasserreservoir 20a zur Warmwasserentnahmestelle 12a strömen. Ebenso kann zeitweise noch warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a zur Warmwasserentnahmestelle 12a strömen, abhängig von der Öffnung des Ventils 9a.
Alternativ ist bei Behälter 5a aber auch eine Steuerung möglich, die in diesem Fall zunächst zu einer alleinigen Nutzung des warmen Wassers aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b führt.
Ist, nach dem Ende der Warmwasserentnahme, die Wartezeit bei den elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13c ebenfalls abgelaufen, so wird wieder die Zirkulation wie oben beschrieben durchgeführt. Da im ersten Leitungsabschnitt 1b, und somit auch bei Temperatursensor 17c, nur kaltes Wasser ist, wird lediglich das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in das Warmwasserreservoir 20a befördert. Das Warmwasserreservoir 20a ist danach wieder vollständig gefüllt. Bei Behälter 5b bleibt der Kolben 6b beim Leitungsinhaltspegel 27b. Damit ist der Behälter 5b aber noch über den Pufferpegel 26b hinaus mit warmem Wasser gefüllt, wodurch auch bei der nächsten Warmwasserentnahme ein einwandfreier Betrieb gewährleistet ist. Jeder Behälter 5 soll deswegen wenigsten den doppelten Leitungsinhalt seines dazugehörigen ersten Leitungsabschnitts 1 aufnehmen können, was einer identischen Position von Leitungsinhaltspegel 27 und Pufferpegel 26 entsprechen würde.
In den 5 und 6 werden Abzweige am ersten Leitungsabschnitt 1 gezeigt, die zu weiteren Warmwasserentnahmestellen oder zu weiteren Behältern 5 weggehen und ebenfalls ein Rückwärtsströmen von warmer Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 ermöglichen, ohne dass es zu Unterbrechungen bei der Warmwasserentnahme kommt. Entsprechende Anordnungen mit Abzweigen sind auch bei einem System gem. der Arbeitsweise des Systems dieser 7 möglich. Ein solches System kann demnach nahezu beliebig komplex aufgebaut sein. Entweder strömt das warme Wasser vorwärts oder rückwärts zu einer Warmwasserentnahmestelle 12 an der gerade warmes Wasser entnommen wird, oder das warme Wasser wird durch die Pumpe 4 in das Warmwasserreservoir 20 des zu dem entsprechenden Leitungsabschnitt 1 gehörenden Behälter 5 befördert. Ferner ist auch kein Behälter zur Aufnahme warmen Wassers für eine Rückwärtszirkulation bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 notwendig, da nur Warmwasserentnahmen zu einem Rückwärtsströmen von warmem Wasser im ersten Leitungsabschnitt 1 führen. Entsprechend ist ferner auch nur eine Arbeitsrichtung der Pumpe 4 notwendig. Weil die elektronischen Steuerungseinheiten 13 nicht direkt miteinander kommunizieren müssen, ist ein solches System besonders zur Nachrüstung in Gebäude mit bestehender Zirkulationsleitung und Warmwasserleitung geeignet. Da kein zusätzlicher Behälter für eine Rückwärtszirkulation bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 notwendig ist, bietet sich dieses System besonders für kleinere Gebäude an, da der Montageaufwand sehr gering ist und die Behälter 5 zudem sehr klein ausgelegt werden können.
Weitere vorteilhafte oder notwendige Bestandteile des Systems, wie Thermomischer, thermische Isolierung, Heizelemente, Peltierelemente zum Kühlen, etc. sind zur besseren Übersichtlichkeit in dieser 7 nicht eingezeichnet.
In 8 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Dieses System entspricht im Wesentlichen dem erfindungsgemäßen System gem. 6. Der Behälter 5a ist bei dieser 8 aber nicht unmittelbar am ersten Leitungsabschnitt 1 zwischen zentraler Warmwasserbevorratung 14 und Behälter 5b angeordnet, sondern am Ende eines weiteren ersten Leitungsabschnitts, hier 1a. Zu 6 ist erläutert, wie und bei welchen Bedingungen ein Rückwärtsströmen von warmer Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b zum Behälter 5a stattfindet. In dieser 8 kann das warme Wasser außerdem aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in der gleichen Art und Weise und unter den gleichen Bedingungen in Richtung Behälter 5b zurückströmen, aber nur bis zum Thermoventil 7a beim Abzweig der ersten Leitungsabschnitte 1a und 1b. Eine vergleichbare Ventilanordnung an einer Verzweigung des ersten Leitungsabschnitts 1 ist auch in 4 dargestellt.
Auch für ein System gem. 8 gilt, dass es nahezu beliebige weitere Verzweigungen aufweisen kann. Auch weitere Warmwasserentnahmestelle 12 wie in 5 dargestellt können sinnvoll angeordnet werden, ebenso wie die Anordnungen der Behälter 5 gem. 6 oder auch gem. 7.
Weitere vorteilhafte oder notwendige Bestandteile des Systems, wie Thermomischer, thermische Isolierung, Heizelemente, Peltierelemente zum Kühlen, UVC-Licht zur Entkeimung etc. sind zur besseren Übersichtlichkeit in dieser 8 nicht eingezeichnet.
In 9 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Bei dieser 9 können die elektronischen Steuerungseinheiten 13a, 13b und 13c jeweils selbständig arbeiten, also ohne eine Kommunikation über eine Kabel- oder Funkverbindung. Die elektronische Steuerungseinheit 13a ist nur mit Sensoren und Ventilen bei Behälter 5a verbunden und die elektronische Steuerungseinheit 13b ist nur mit Sensoren und Ventilen bei Behälter 5b verbunden. Die Ventile 9a und 9c bilden zusammen mit der elektronischen Steuerungseinheit 13a und dem Temperatursensor 17a die Thermoweiche für Behälter 5a, die Ventile 9b und 9d zusammen mit der elektronischen Steuerungseinheit 13b und dem Temperatursensor 17b die Thermoweiche für Behälter 5b. Die elektronische Steuerungseinheit 13c empfängt Signale von den Bedarfssensoren 18c und 18d. Die Behälter 5a und 5b sind in Reihe angeordnet. Diese Anordnung mit lediglich zwei Behältern 5 in Reihe ist nur beispielhaft. Es könnten nahezu beliebig viele Behälter 5 gem. Aufbau Behälter 5a in Reihe angeordnet werden. Den Abschluss einer Reihenanordnung kann immer ein Behälter 5 gem. Aufbau Behälter 5b bilden. Es kann aber auch ein Behälter 5 gem. Aufbau Behälter 5a als letzter Behälter 5 der Reihe angeordnet werden. Der nicht benötigte Leitungsanschluss und Temperatursensor werden dann nicht angeschlossen. Die Reihenanordnung kann so aber später an diesem Behälter 5 problemlos erweitert werden. Eine Anordnung mit mehr als einem von Behälter 5a abgehenden Leitungsabschnitten 1 ist ebenfalls möglich, vergleichbar der Anordnung in 14 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 . Ein solcher Behälter 5 stellt somit eine Verzweigung dar, bzw. ermöglicht verzweigte erste Leitungsabschnitte 1.
Am Kaltwasserzulauf in die zentrale Warmwasserbevorratung 14 ist ein ZR-Auffangbehälter 29 angeordnet. Dessen Kolben 6c hat ein spezielles Rückschlagventil 35, welches nur Wasser durchlässt, wenn der Kolben am oberen Anschlag angelangt ist, das Warmwasserreservoir 20c also vollkommen entleert ist. Erst dann lässt dieses spezielle Rückschlagventil 35 im Kolben 6c Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21c in die zentrale Warmwasserbevorratung 14 durch. In umgekehrter Fließrichtung lässt dieses Ventil 35 kein Wasser durch. Ebenso sind zur Zwischenspeicherung warmen Wassers aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 bei der zentralen Warmwasserbevorratung 14 aber auch Anordnungen wie in anderen Figuren möglich.
Das Thermoventil 7a lässt nur warmes Wasser durch. Die Pumpe 4 kann, je nach Bedarf, Wasser in beide Richtungen befördern. Alternativ können auch zwei Pumpen mit unterschiedlichen Förderrichtungen angeordnet werden, oder eine Pumpe durch Ventile Wasser in unterschiedliche Richtungen befördert.
In der beispielhaften Ausgangslage sind die Warmwasserreservoirs 20a und 20b vollständig mit warmem Wasser gefüllt. Die Kaltwasserreservoirs 21a und 21b sind entsprechend leer. Die Warmwasserreservoirs 20 werden vorzugsweise mit Hilfe von Heizelementen und Temperatursensoren auch dauerhaft auf einem gewünschten Temperaturniveau gehalten, wie bereits in den 1, 2 und 3 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 schematisch gezeigt. Zur besseren Übersichtlichkeit sind diese in dieser 9 nicht eingezeichnet. Ebenso können vorzugsweise thermostatische Mischer angeordnet werden, so oder ähnlich wie in den 1, 2, 3 und 4, und wie bereits bei einigen Figuren der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 , gezeigt. Auch diese sind zur besseren Übersichtlichkeit in dieser 9 nicht eingezeichnet. In der beispielhaften Ausgangslage ruht die Pumpe 4 und alle ersten Leitungsabschnitte 1 und zweiten Leitungsabschnitte 2 sind mit kaltem Wasser gefüllt. Dadurch kommt es zu keinerlei Wärmeenergieverlusten im Warmwasserleitungssystem. Die Behälter 5a und 5b sind vorzugsweise thermisch isoliert, wodurch sie, neben einem günstigen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, sehr wenig Wärmeenergie nach außen abgeben. Wärmeverluste von den Warmwasserreservoirs 20a, 20b und 20c in die entsprechenden Kaltwasserreservoirs 21a, 21b und 21c werden beispielsweise durch den Einsatz wärmeisolierter Kolben 6 stark reduziert. Langfristig trotzdem stattfindende Wärmeverluste in Richtung der Kaltwasserreservoirs 21a, 21b und 21c würden zu einer Erwärmung darin befindlichen Wassers führen. Die Kaltwasserreservoirs können aber mit Hilfe von Peltierelementen, die mit einer Kontaktfläche das Kaltwasserreservoir kühlen und mit der anderen Kontaktfläche das Warmwasserreservoir heizen können, auf dem gewünschten niedrigen Temperaturniveau gehalten werden. Durch ein hinreichend niedriges Temperaturniveau kann eine Vermehrung von Keimen verhindert werden. Alternativ kann das nicht mehr kalte Wasser in Kaltwasserreservoirs, so oder ähnlich wie in anderen Figuren gezeigt, genutzt werden.
Setzt an der Warmwasserentnahmestelle 12a eine Warmwasserentnahme ein, so wird dem Warmwasserreservoir 20a zunächst, wie zu anderen Figuren bereits erläutert, eine bestimmte ”Puffermenge” entnommen, ohne dass warmes Wasser von der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in Richtung Behälter 5a strömt. Stattdessen strömt kaltes Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2 durch das stromlos offene Ventil 10a in das Kaltwasserreservoir 21a. Erst wenn der Pufferpegel 26a vom in Richtung Warmwasserreservoir 20a gleitenden Kolben erreicht wird schließt das Ventil 10a und das Ventil 9c öffnet die Verbindung zwischen dem ersten Leitungsabschnitt 1a und dem Kaltwasserreservoir 21a, da der Temperatursensor 17a kaltes Wasser detektiert.
Die in dieser 9 angeordneten Rückschlagventile mit erhöhtem Öffnungswiderstand 34a und 34b, welche zusätzlich eine Verbindung zwischen dem ersten Leitungsabschnitt 1 und den Warmwasserreservoirs 20 ermöglichen, öffnen erst bei großen Druckunterschieden dazwischen, was auch durch die fettere Skizzierung ausgedrückt werden soll. Diese Rückschlagventile 34a und 34b sind nur optional und als alternativer Strömungsweg für das Wasser gedacht, wenn beispielsweise durch einen Defekt an der zentralen Warmwasserbevorratung 14 nicht rechtzeitig warmes Wasser am Behälter 5a oder durch einen Defekt am Behälter 5a nicht rechtzeitig warmes Wasser am Behälter 5b ankommt, obgleich dessen Vorrat bereits aufgebraucht ist. Ein solches Ventil 34 kann vorzugsweise auch bei anderen erfindungsgemäßen Systemen angeordnet werden. Zur regulären Funktion des Systems gem. dieser Figur sind diese nicht notwendig.
Durch das geöffnete Ventil 9c strömt nun zunächst das kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in das Kaltwasserreservoir 21a. Sobald das warme Wasser den Temperatursensor 17a erreicht, schaltet die elektronische Steuerungseinheit 13a um und lässt das nun warme Wasser durch das Ventil 9a über das Warmwasserreservoir 20a zur Warmwasserentnahmestelle 12a durch. Bereits während einer Warmwasserentnahme startet die Pumpe 4 und befördert durch den zweiten Leitungsabschnitt 2 und den ZR-Auffangbehälter 29 kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21a zur zentralen Warmwasserbevorratung 14. Weiteres benötigtes kaltes Wasser gelangt über die Kaltwasserzuführung 3 zur zentralen Warmwasserbevorratung 14. Die Pumpe 4 kann zunächst stoppen, sobald das Kaltwasserreservoir 21a entleert ist und der Fließsensor 18d somit nicht mehr anspricht. Nach dem Ende der Warmwasserentnahme warten die elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13c noch einige Minuten ab, ob nicht doch erneut warmes Wasser entnommen wird. Dies kann die elektronische Steuerungseinheit 13c mit Hilfe des Sensors 18c und die elektronische Steuerungseinheit 13a mit Hilfe des Sensors 18a feststellen. Alle elektronischen Steuerungseinheiten 13a, 13b und 13c eines Systems sind auf die gleiche Wartezeit eingestellt. Diese sollte nicht so lang sein, dass das im ersten Leitungsabschnitt 1 stehende warme Wasser zu sehr auskühlt. Nach dem Ende der Wartezeit öffnet Ventil 10a, schließt Ventil 9a und startet die Pumpe 4 erneut, diesmal aber mit umgekehrter Förderrichtung. Die Pumpe 4 befördert nun das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21c über den zweiten Leitungsabschnitt 2 und durch das Ventil 10a, das Kaltwasserreservoir 21a und das Ventil 9c in den ersten Leitungsabschnitt 1a. Dort schiebt das nun ankommende kalte Wasser das zuvor im ersten Leitungsabschnitt 1a befindliche warme Wasser vor sich her durch das geöffnete Thermoventil 7a in die zentrale Warmwasserbevorratung 14, wenn vorhanden vorzugsweise an einem Zirkulationsleitungsanschluss der zentralen Warmwasserbevorratung 14. Das Thermoventil kann mechanisch, hydraulisch oder auch elektronisch arbeiten. Aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 gelangt aus deren Zulauf nun nur leicht erwärmtes Wasser in das Warmwasserreservoir 20c. Durch diesen Fördervorgang wandert der Kolben 6 im ZR-Auffangbehälter 29 in Richtung Kaltwasserreservoir 21c. Die maximale Aufnahmekapazität des ZR-Auffangbehälter 29 ist abgestimmt auf das Volumen des ersten Leitungsabschnitts 1. Sobald kaltes Wasser das Thermoventil 7a erreicht schließt dieses, wodurch auch die Pumpe 4 stoppt. Dies kann die elektronische Steuerungseinheit 13c mit Hilfe des Fließsensors 18d festellen, sobald dieser nicht mehr anspricht. Alternativ kann das Thermoventil 7a auch elektronisch arbeiten und entsprechend ein Signal an die elektronische Steuerungseinheit 13c geben. Die Ausgangslage ist wieder hergestellt. Die Warmwasserreservoirs 20a und 20b sind wieder vollständig gefüllt. Das Warmwasserreservoir 20c ist nur teilweise gefüllt, da es nur warmes Wasser entsprechend dem Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1a aufnehmen musste, nicht aber zusätzlich entsprechend dem Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1b.
Findet eine Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b statt, so ist der Arbeitsablauf bei Behälter 5b entsprechend dem oben beschriebenen Arbeitsablauf, im übertragenen Sinne, bei Behälter 5a. Wird das Ventil 9d mit dem Erreichen des ”Pufferpegels” 26 bei Behälter 5b geöffnet, so strömt in diesem Fall aber warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20a in den ersten Leitungsabschnitt 1b. Dies wird vom Temperatursensor 17c für die elektronische Steuerungseinheit 13a ebenfalls festgestellt. In diesem Fall, dass der nachgeordnete Behälter 5b vom Behälter 5a mit warmem Wasser versorgt wird, wird aber nicht die ”Puffermenge” des Behälters 5a genutzt. Dies geschieht indem das Ventil 10a geschlossen und, temperaturabhängig, eines der Ventile 9a oder 9c geöffnet werden oder bleiben. Somit strömt warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a nach. Würde im Fall eines Warmwasserbedarfs im ersten Leitungsabschnitt 1b dafür zunächst auch die ”Puffermenge” von Behälter 5a genutzt werden, könnte der Sensor 18c u. U., nämlich bei nur geringer weiterer Warmwasserentnahme über den ”Pufferpegel” 26b von Behälter 5b hinaus und unterhalb des ”Pufferpegels” 26a von Behälter 5a, für die elektronische Steuerungseinheit 13c keine Warmwasserentnahme detektieren. Durch das Schließen von Ventil 10a und das temperaturabhängige Öffnen von Ventil 9a oder 9c strömt nun aber zeitgleich warmes Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschnitt 1a und aus dem Warmwasserreservoir 20a in den ersten Leitungsabschnitt 1b. Kommt warmes Wasser bei den Temperatursensoren 17a bzw. 17b an, so öffnen die elektronischen Steuerungseinheiten 13a und 13b jeweils die Ventile 9a, bzw. 9b, und leiten das nun warme ankommende Wasser in die Warmwasserreservoirs 20a bzw. 20b. Das Warmwasserreservoir 20a ist zu diesem Zeitpunkt noch deutlich mehr mit warmem Wasser gefüllt als das Warmwasserreservoir 20b, falls nicht bei Behälter 5a die ”Puffermenge” wegen einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a zuvor genutzt wurde.
Da der Behälter 5b sein warmes Wasser zunächst aus dem Warmwasserreservoir 20a bezieht, braucht der Warmwasservorrat von Behälter 5b auch nur auf dessen gewünschte ”Puffermenge” plus Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1b abgestimmt werden. Die Pumpe 4 startet vorwärts, da Fließsensor 18c angesprochen hat. Durch diesen Warmwassernachschub werden nun beide Warmwasserreservoirs 20a und 20b vollständig gefüllt und die Kaltwasserreservoirs 21a und 21b vollständig entleert. Nach der oben beschriebenen Wartezeit startet auch diesmal die Pumpe 4 wieder mit umgekehrter Förderrichtung und befördert, wie oben beschrieben, das warme Wasser zur zentralen Warmwasserbevorratung 14. Damit es im ersten Leitungsabschnitt 1a nicht zur Durchmischung von kaltem Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2 über das Kaltwasserreservoir 21a und warmem Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b kommt, bleibt, wenn der Temperatursensor 17c warmes Wasser detektiert, weiterhin das Ventil 10a geschlossen und die Ventile 9e und 9a geöffnet. So kann das kalte Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2 zunächst nur über das Kaltwasserreservoir 21b in den ersten Leitungsabschnitt 1b gelangen und das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b durch das Ventil 9e, das Warmwasserreservoir 20a und das Ventil 9a in den ersten Leitungsabschnitt 1a schieben. Kommt kaltes Wasser bei dem Temperatursensor 17c an, so schließen die Ventile 9e und 9a wieder und die Ventile 10a und 9c öffnen. Nun kann das kalte Wasser aus dem zweiten Leitungsabschnitt 2 durch das Ventil 10a, das Kaltwasserreservoir 21a und das Ventil 9c in den ersten Leitungsabschnitt 1a gelangen und das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in die zentrale Warmwasserbevorratung 14 schieben. Somit ist das warme Wasser in den ersten Leitungsabschnitten 1a und 1b wieder durch kaltes Wasser verdrängt und ersetzt worden, bevor es zu sehr auskühlt. Es kann somit keine Wärmeenergie mehr verlieren.
Die Ausgangslage ist wieder hergestellt. Die Warmwasserreservoirs 20a und 20b sind vollständig mit warmem Wasser gefüllt und alle Leitungen des Warmwasserversorgungssystems sind mit kaltem Wasser gefüllt.
Ein System gem. dieser 9 ist ebenfalls in der Lage, warmes Wasser in nachgeordneten Abschnitten des ersten Leitungsabschnitts 1 durch kaltes Wasser zu ersetzen, indem das warme Wasser daraus an vorgeordneten Entnahmestellen genutzt wird. Ist beispielsweise der erste Leitungsabschnitt 1b durch eine vorherige Warmwasserentnahme noch mit warmer Wasser gefüllt, aber die oben erwähnte Wartezeit bei Behälter 5b abgelaufen, und wird ferner an der Warmwasserentnahmestelle 12a noch warmes Wasser entnommen, so wird die elektronische Steuerungseinheit 13a durch die Anordnung des Temperaturfühlers 17c in die Lage versetzt alle relevanten Ventile so zu steuern, dass durch die Warmwasserentnahme selbst das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b in Richtung Warmwasserentnahmestelle 12a strömt. Denn, wie oben erläutert, öffnet das Ventil 10a und schießt das Ventil 9e nur, wenn der Temperatursensor 17c kaltes Wasser detektiert, der erste Leitungsabschnitt 1b also mit kaltem Wasser gefüllt ist. Erst wenn kaltes Wasser bei dem Temperatursensor 17c ankommt, strömt warmes Wasser wieder ausschließlich von der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in Richtung Warmwasserentnahmestelle 12a. Genauso wie bei einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a könnte, falls vorhanden, eine Warmwasserentnahme aus anderen von Behälter 5a abgehenden Verzweigungen des Warmwassersystems das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b entnehmen.
Genauso wie bei einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a könnte beispielsweise auch eine Warmwasserentnahme bei anderen vom Behälter 5a abgehenden ersten Leitungsabschnitten 1 das warme Wasser u. a. aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b entnehmen.
Die Pumpe 4 kann ”rückwärts” arbeitend das Warmwasserströmen aus dem ersten Leitungsabschnitt 1b zur Warmwasserentnahmestelle 12a vorzugsweise unterstützen. Stellt Sensor 18d fest, dass kein Rückwärtsströmen mehr möglich ist, aber Sensor 18c weiterhin eine Warmwasserentnahme feststellt, so versucht die Pumpe 4 unmittelbar vorwärts einen Nachschub durchzuführen. Ist dann wieder ein Nachschub möglich, so ist dies durch eine erneute Unterschreitung eines Pufferpegels 26 ausgelöst worden, was diesen Nachschub auch notwendig macht. Grundsätzlich sollte die Pumpe 4 bei längeren Entnahmen vorzugsweise durch regelmäßiges Anlaufen testen, ob ein Nachschub oder eine Rückwärtszirkulation möglich ist. Das unterstützt die ggf. notwendigen Wasserströme des Systems.
Somit sind nahezu beliebig komplexe Warmwassersysteme mit nahezu beliebig vielen Verzweigungen und nahezu beliebig langen Reihenanordnungen, und Kombinationen daraus, möglich. Durch die Arbeitsweise der Behälter 5 und ihrer elektronischen Steuerungseinheiten 13 beschränkt sich die Anwesenheit warmen Wassers immer nur auf den Teil des Warmwasserleitungssystems, durch den gerade auch warmes Wasser fließen muss, bzw. in der kurzen Wartezeit zuvor noch geflossen ist. Nach der Wartezeit wird es auch, wie oben beschrieben, dort durch kaltes Wasser ersetzt.
Wie bei einigen Figuren der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 gezeigt, so ist auch bei dieser 9 die Anordnung von weiteren Warmwasserentnahmestellen unmittelbar am ersten Leitungsabschnitt 1 möglich. Entweder kommt ein synchronisiertes zeitliches Ablaufschema, ähnlich wie zu einigen Figuren der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 erläutert, zum Einsatz, oder es wird am Abzweig zu einer zusätzlichen Warmwasserentnahmestelle 12 eine Ventil-/Sensoranordnung wie in den 12 und 13 gezeigt angeordnet, was auch die bevorzugte Ausführungsart ist.
Ferner ist eine nahezu identische Anordnung gem. 9 auch möglich, wenn die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt wird.
Wird ein System mit nur einem Behälter 5 benötigt, so ist der Einsatz eines Behälters 5 gem. Aufbau Behälter 5b hinreichend. In dieser Figur wird der zweite Leitungsabschitt 2 auch zur Versorgung der Kaltwasserreservoirs 21a und 21b mit zusätzlich benötigtem kalten Wasser genutzt. Genauso könnte aber auch die Kaltwasserleitung 24 durch die Ventile 10a und 10b und die bei diesen eingezeichneten Rückschlagventile 8 die Kaltwasserreservoirs 21a und 21b mit zusätzlich benötigtem kalten Wasser versorgen.
Allerdings muss der zweite Leitungsabschitt 2 weiterhin angeschlossen bleiben, um Wasser aus den Kaltwasserreservoirs 21a und 21b aufnehmen zu können. Denn es sollte aus hygienischen Gründen vorzugsweise verhindert werden, dass Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1 irgendwie in die Kaltwasserleitung 24 gelangen kann.
In 10 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Dieses Systems ähnelt dem System gem. 9, nutzt aber die Kaltwasserleitung 24 als zweiten Leitungsabschnitt 2. Außerdem sind zwei Pumpen 4a und 4b angeordnet, welche jeweils wenigstens die eingezeichneten unterschiedlichen Förderrichtungen aufweisen, aber jeweils in beide Richtungen ohne großen Widerstand durchströmt werden können. Alternativ kann auch eine Pumpe mit nur einer Förderrichtung und passender Ventilanordnung genutzt werden. Die Erläuterungen zu 9 sind sinngemäß auf diese 10 übertragbar.
Die Pumpe 4a wird zur Rückwärtszirkulation genutzt, so wie zu 9 erläutert, und die Pumpe 4b zum Warmwassernachschub, so wie zu 9 erläutert. Durch die Anordnung und die Förderrichtung ist die Pumpe 4a, auch bei relativ geringer Leistung, zur Rückwärtszirkulation auch dann besonders geeignet, wenn zum Zeitpunkt der Rückwärtszirkulation gerade nur kaltes Wasser irgendwo entnommen wird. Die Pumpe 4b hingegen ist durch die Anordnung und die Förderrichtung, auch bei relativ geringer Leistung, zum Warmwassernachschub zu den Behältern 5 auch dann besonders geeignet, wenn zum Zeitpunkt der Nachschubphase gerade nur warmes Wasser irgendwo entnommen wird. Somit kann die Rückwärtszirkulation auch leicht ohne eine Druckreduzierung in der Warmwasserleitung, so wie bei den 13 bis 15 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 gezeigt, durchgeführt werden. Ebenso kann der Warmwassernachschub in die Behälter 5 auch leicht ohne irgendeinen Kaltwasserverbrauch, also auch bei Nichtnutzung der Kaltwassermengen in den Kaltwasserreservoirs 21 zum Runtermischen des warmen Wassers durch thermostatische Mischer, durchgeführt werden. Jede Kaltwasserentnahme unterstützt aber die Nachschubphase warmen Wassers durch die resultierenden Druckveränderungen, oder führt diese sogar vollständig alleine durch. Die Kaltwasserentnahmestellen sind zur besseren Übersichtlichkeit in dieser 10 nicht eingezeichnet. Ebenso sind weitere Ausgestaltungs- und Kombinationsmöglichkeiten, wie in anderen Figuren gezeigt und im allgemeinen Text erläutert, zur besseren Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Wie beispielsweise die thermische Isolierung der Behälter 5, Heizelemente und Temperaturfühler an den Behältern 5, thermostatische Mischer, Entkeimungsvorrichtungen, Verzweigungen an den Behältern 5 usw.. Es wird mit dieser 10 ein besonders einfaches System zur Warmwasserversorgung gezeigt, welches ohne eine Kommunikation zwischen den elektronischen Steuerungseinheiten und mit wenigen Sensoren und Ventilen auskommt. Außerdem wird die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt, was die Nachrüstung in Bestandsbauten besonders einfach macht.
In 11 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. In den Behältern 5a und 5b sind aber jeweils zwei Kolben 6 und zwei Kaltwasserreservoirs 11 angeordnet, entsprechend wie im System gem. 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 . Auch in dieser 11 sollen die Kaltwasserreservoirs 21, welche unmittelbar mit der Kaltwasserleitung 24 verbindbar sind, wenigstens die gleiche Größe haben wie die Kaltwasserreservoirs 21, welche das kalte Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 aufnehmen; vorzugsweise sollten sie größer sein, um auch bei diesem System immer eine ”Puffermenge” bereit zu stellen. Durch die zwei getrennten Kaltwasserreservoirs 21 jedes Behälters 5 wird ermöglicht, dass kein Wasser, auch kein kaltes Wasser, aus dem ersten Leitungsabschnitt 1, als Warmwasserleitung, in den zweiten Leitungsabschnitt 2, als Kaltwasserleitung, gelangt. Dadurch kann, unter Einhaltung ggf. bestehender Vorschriften die dies verlangen, die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschnitt 2 genutzt werden. Durch die etwas andere Arbeitsweise ist jeder Behälter 5 eines Systems gem. 11 einfacher aufgebaut als bei einem Aufbau gem. 18. Vorteilhaft gegenüber einem System vergleichbar 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 ist zudem die Tatsache, dass bei der Arbeitsweise nicht, wie in 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 , für nicht miteinander kommunizierende elektronische Steuerungseinheiten 13 von verschiedenen Behältern 5 eine vorzugsweise zeitgleich ablaufende gleich lange Wartezeit von unterschiedlichen Sensoren 18 angestoßen werden muss. Vielmehr ist bei einem System gem. 11, wie bei Systemen gem. den 9 und 10, nur eine elektronische Steuerungseinheit die die Wartezeit bestimmende. Bei dem jeweils vorgeordneten Behälter 5 einer Reiheanordnung von Behältern 5 ist nur jeweils die Temperatur des Wassers im Leitungsabschnitt 1 zwischen diesen Behältern 5 ausschlaggebend. Dies ermöglicht ein noch zuverlässigeres Arbeiten, einen noch einfacheren Betrieb und eine noch einfachere Inbetriebnahme.
Wie bei anderen Figuren auch, sind in dieser 11 zur besseren Übersichtlichkeit einige Komponenten und Aufbaumöglichkeiten weggelassen, die vorzugsweise angeordnet werden können. Dazu zählen z. B. die Heizelemente an den Warmwasserreservoirs 20, mögliche Peltierelemente zum Kühlen der Kaltwasserreservoirs 21, thermische Isolierungen, thermostatische Mischer, welche Wasser aus Kaltwasserreservoirs und/oder Kaltwasserleitungen nutzen um Wasser aus den Warmwasserreservoirs auf die gewünschte Temperatur zu mischen, Entkeimungsvorrichtungen bei den Behältern 5 wie U-VC-Licht, thermische Entkeimungsmaßnahmen, chemische Entkeimungsvorrichtungen etc., Umpumpen von Wasser aus dem Kaltwasserreservoir ins Warmwasserreservoir, zeitliche Ablaufschemata, Entleerungsvorrichtungen zur Entfernung abgestandenen Wassers aus nicht hinreichend genutzten Leitungsabschnitten, Verzweigungen des ersten Leitungsabschnitts usw. Ferner können die Behälter 5 so angeordnet werden, dass zwei Abschnitte des Behälters 5 ggf. nebeneinander angeordnet sind. So können zwischen diesen beiden Abschnitten des Behälters 5 Peltierelemente überschüssige oder unerwünschte Wärme aus einem Kaltwasserreservoir in ein gegenüberliegendes Warmwasserreservoir transportieren. Liegen sich, nach entsprechender Kolbenbewegung, zwei gleichartige Reservoirs gegenüber, so werden die Peltierelemente abgeschaltet und dienen lediglich als Wärme- bzw. Kältebrücke zwischen Kalt- bzw. Warmwasserreservoirs, wodurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung gleichartiger Reservoirs oder Reservoirteile unterstützt wird.
In dieser 11 bilden die Ventile 9a und 9c mit Hilfe der elektronischen Steuerungseinheit 13a und des Temperatursensors 17a eine Thermoweiche 7.
In der beispielhaften Ausgangslage ist das Kaltwasserreservoir 21d leer und das Warmwasserreservoir 20a voll, die ersten Leitungsabschnitte 1a und 1b sind mit kaltem Wasser gefüllt, die Ventile 10a und 10b sind stromlos und somit geöffnet, und alle Ventile 9 sind stromlos und somit geschlossen. Das Kaltwasserreservoir 21a ist teilweise oder vollständig gefüllt, ja nach Größenverhältnis zum Kaltwasserreservoir 21d. Ist es nur teilweise gefüllt, so steht noch eine ”Puffermenge” zur Verfügung, nämlich bis der Kolben 6a die Kolbenstoppvorrichtung 33a und den Kolbensensor 22a erreicht. Eine Ausgangslage, bzw. ein Ruhezustand, des Systems, bei dem beide Kaltwasserreservoirs 21 eines Behälters 5 leer sind, ist auch möglich, aber nur, wenn das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21d vom System zuvor vollständig entnommen wurde, beispielsweise um mit Hilfe eines thermostatischen Mischers die Warmwassertemperatur an der Warmwasserentnahmestelle 12a auf ein gewünschtes Temperaturniveau herunter zu mischen.
Wird nun beispielsweise an der Warmwasserentnahmestelle 12a Wasser entnommen, so wandert zunächst, falls das Kaltwasserreservoir 21a nicht vollständig gefüllt ist, der Kolben 6a in Richtung Stoppvorrichtung 33a. Die dadurch bereit gestellte Menge warmen Wassers aus dem Warmwasserreservoir 20a stellt die sogenannte ”Puffermenge” dar. Die Stoppvorrichtung 33a stellt somit ebenfalls die Puffergrenze dar. Kommt der Kolben 6a bei der Stoppvorrichtung 33a, und somit auch bei dem Kolbensensor 22a, an, so ist die ”Puffermenge” aufgebraucht und das Ventil 10a wird von der elektronischen Steuerungseinheit 13a geschlossen und zeitgleich das Ventil 9c geöffnet. Das Ventil 9c wird geöffnet, da der Temperatursensor 17a zu diesem Zeitpunkt noch kaltes Wasser detektiert. Somit füllt sich, entweder durch eine weitere Wasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a oder bereits durch einen Warmwassernachschub durch die Pumpe 4b oder zeitgleich beides, das Kaltwasserreservoir 21d mit kaltem Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a. Spätestens wenn der Kolben 6d die Kolbenstoppvorrichtung 33a erreicht, ist warmes Wasser beim Temperatursensor 17a angekommen, denn die Größe des Kaltwasserreservoirs 21d ist auf den Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschnitts 1a abgestimmt. Sobald warmes Wasser beim Temperatursensor 17a ankommt, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9a und schließt das Ventil 9c. Das nun direkt in das Warmwasserreservoir 20a strömende warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a ermöglicht eine durchgehende Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a. Wie zu den 9 und 10 erläutert und hier weiter oben bereits erwähnt, startet die Pumpe 4b einen Warmwassernachschub. Die Arbeitsweise bezüglich des ZR-Auffangbehälters 29, der zentralen Warmwasserbevorratung 14 und des Thermoventils 7a ist wie bei den 9 und 10 erläutert. Durch den Nachschub an warmem Wasser gleitet der Kolben 6a weg von der Kolbenstoppvorrichtung 33a und befördert somit das im Kaltwasserreservoir 21a befindliche kalte Wasser in die Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschnitt 2. Dabei handelt es sich ausschließlich um kaltes Wasser, welches auch ursprünglich aus der Kaltwasserleitung kam und nicht mit Wasser aus der Warmwasserleitung vermischt wurde, auch nicht mit kaltem Wasser aus der Warmwasserleitung. Nach einer Wartezeit nach dem Ende der Warmwasserentnahme, welches der Sensor 18c für die elektronische Steuerungseinheit 13c und Sensor 18a für die elektronische Steuerungseinheit 13a feststellt, öffnet das Ventil 10a, startet die Pumpe 4a und befördert das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21d in den ersten Leitungsabschnitt 1a, das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in die zentrale Warmwasserbevorratung 14, dort vorzugsweise durch einen Zirkulationsleitungsanschluss, Wasser aus dem Kaltwassereingang der zentralen Warmwasserbevorratung in das Warmwasserreservoir 20c des ZR-Auffangbehälters 29, kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21c, welches ursprünglich ebenfalls ausschließlich aus der Kaltwasserleitung 24 und nicht aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 stammte, über die Kaltwasserzuführung zur zentralen Warmwasserbevorratung 3 in die Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschnitt 2 und somit kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschnitt 2 in das Kaltwasserreservoir 21a. Somit gleiten beide Kolben 6a und 6d parallel in Richtung des speziellen Rückschlagventils 35a. Erst wenn der Kolben 6d bei dem speziellen Rückschlagventil 35a ankommt, wird dieses spezielle Rückschlagventil durch den Kolben 6d geöffnet und erlaubt auch erst dann ein Strömen von Wasser aus dem oder durch das Kaltwasserreservoir 21a, und durch das leere Kaltwasserreservoir 21d in den ersten Leitungsabschnitt 1a. Durch diese Anordnung und Arbeitsweise steht immer hinreichend viel kaltes Wasser zur Verfügung um das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in die zentrale Warmwasserbevorratung zu befördern und durch dieses kalte Wasser zu ersetzen. Dadurch kann es nicht passieren, dass zum Hinausbefördern des warmen Wassers beim Rückwärtszirkulieren nicht hinreichend viel kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21d in den ersten Leitungsabschitt 1a gelangen kann. Auch hierbei gelangt aber kein Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1 als Warmwasserleitung in die Kaltwasserleitung 24 als zweitem Leitungsabschitt 2. Diese Anordnung der Verbindung vom Kaltwasserreservoir 21a in Richtung Kaltwasserreservoir 21d ist insbesondere dann erforderlich, wenn, anders als in dieser 11 gezeigt, ein thermostatischer Mischer das kalte Wasser aus den Kaltwasserreservoirs 21 nutzt, um das warme Wasser auf eine gewünschte Temperatur runter zu mischen. In 18 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 ist dies beispielhaft gezeigt.
Je nachdem, wieviel kaltes Wasser vor der erläuterten Rückwärtszirkulation noch im Kaltwasserreservoir 21d bevorratet war, und abhängig von der maximalen Größe des Kaltwasserreservoirs 21a, steht nach vollendeter Rückwärtszirkulation noch die vollständige, teilweise oder auch nahezu keine ”Puffermenge” zur Verfügung. Ein zumindest gleich großes Kaltwasserreservoir 21a wie Kaltwasserreservoir 21d ist zwingend notwendig, und ein größeres Kaltwasserreservoir 21a als Kaltwasserreservoir 21d ist vorteilhaft. Vorteilhaft wäre auch die Verwendung des Wassers aus den Kaltwasserreservoirs 21a und 21d, und danach ggf. aus der Kaltwasserleitung 24, durch einen thermostatischen Mischer, was in dieser 21 zur besseren Übersichtlichkeit aber nicht gezeigt wird.
Das Ventil 9e wird von der elektronischen Steuerungseinheit 13a nur dann geöffnet, wenn der Temperatursensor 17c warmes Wasser detektiert. Dadurch gelangt auch kein kaltes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1b in den Behälter 5a oder den ersten Leitungsabschitt 1a.
Wenn bei Behälter 5b bei einer Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12b die ”Puffermenge” verbraucht ist, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 13b ebenfalls das entsprechende Ventil 9d als Komponente der Thermoweiche für den Behälter 5b und schließt das Ventil 10b. So strömt nun warmes Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20a in den ersten Leitungsabschitt 1b. Der Temperatursensor 17c detektiert die Temperaturerhöhung des Wassers, weshalb die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 10a schließt, und Ventil 9a oder 9c, abhängig von der Temperatur beim Temperatursensor 17a, öffnet. Dadurch wird durch die Warmwasserentnahme bei der Warmwasserentnahmestelle 12b keine, oder keine zusätzliche, ”Puffermenge” im Behälter 5a genutzt. So kann auch in diesem Fall der Sensor 18c für die elektronische Steuerungseinheit 13c eine Warmwasserentnahme über eine Puffergrenze irgendeines Behälters 5 im System feststellen und die notwendigen, oben, und vergleichbar wie zu den 9 und 10, bereits erläuterten, weiteren Arbeitsschritte ”Nachschub” und ”Rückwärtszirkulation” veranlassen. Bei der Nachschubphase werden alle betroffenen Behälter 5 eines Warmwassersystems gem. dieser 11, bei denen also jeweils eines der Ventile 9 als Bestandteil der entsprechenden Thermoweiche des Behälters 5 geöffnet ist, so weit mit warmem Wasser gefüllt, dass das die ”Puffermenge” bereit stellende Kaltwasserreservoir 21, hier also 21a und 21b, vollständig entleert ist. Dieser Vorgang wird durch irgendwelche Kaltwasserentnahmen im Wassersystem unterstützt, da die genannten Kaltwasserreservoirs 21a und 21b über ein Rückschlagventil 8 immer mit dem zweiten Leitungsabschitt 2 verbunden sind.
Bei der Rückwärtszirkulation, nach der Wartezeit bei Behälter 5b, wird zunächst das kalte Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21e in den ersten Leitungsabschitt 1b befördert, ggf. gefolgt von kaltem Wasser aus dem zweiten Leitungsabschitt 2 über das Kaltwasserreservoir 21b und durch das Ventil 35b, so wie weiter oben für den Behälter 5a erläutert. Durch das geöffnete Ventil 9a, welches wegen des warmen Wassers beim Temperatursensor 17a geöffnet ist, kann warmes Wasser durch das Warmwasserreservoir 20a in den ersten Leitungsabschitt 1a strömen und von dort warmes Wasser in die zentrale Warmwasserbevorratung 14. Bei einer allerdings zeitgleich stattfindenden Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a würde dieses warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1b zur Warmwasserentnahmestelle 12a gelangen. Ein, anders als hier eingezeichnet, Strömen dieses warmen Wassers aus dem ersten Leitungsabschitt 1b über das Warmwasserreservoir 20a zur Warmwasserentnahmestelle 12a wäre zugunsten einer möglichst gleichmäßigen Warmwassertemperatur vorteilhaft. Eine solche Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a würde im ersten Leitungsabschitt 1b das Ersetzen des warmen Wassers durch kaltes Wasser deutlich unterstützen, bzw. auch ohne Pumpenunterstützung vollzogen.
Sobald kein warmes Wasser mehr beim Temperatursensor 17c detektiert wird, schließt die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 9e wieder. Dies unabhängig davon, ob zeitgleich eine Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12a stattfindet. Wenn nun oder später auch die Wartezeit bei Behälter 5a seit dem letzten Ansprechen des Sensors 18a abgelaufen ist, öffnet die elektronische Steuerungseinheit 13a das Ventil 10a wieder und die Pumpe 4a führt die Rückwärtszirkulation für den ersten Leitungsabschitt 1a durch, wie oben für die alleinige Nutzung des Behälters 5a beschrieben.
Es können nahezu beliebig viele Behälter 5, vergleichbar dem Aufbau Behälter 5a, in Reihe angeordnet werden. Der letzte Behälter 5 kann vergleichbar dem Behälter 5b sein. Außerdem können an den Warmwasserreservoirs 20 der Behälter 5 mehrere erste Leitungsabschitte 1 angeordnet werden, so wie in dieser 11 der erste Leitungsabschitt 1b mit dem Ventil 9e und den Rückschlagventilen, und dadurch Verzweigungen des Leitungssystems ermöglichen, vergleichbar wie in 14 der deutschen Anmeldung 10 2013 008 991.3 .
Statt des mit der elektronischen Steuerungseinheit 13a verbundenen Ventils 9e, kann an der gleichen Stelle auch ein Thermoventil 7 angeordnet werden, ähnlich dem Thermoventil 7a, welches selbständig hydraulich, mechanisch oder elektrisch arbeitet, da es lediglich temperaturabhängig öffnet oder schließt.
Zusätzliche Abzweige vom ersten Leitungsabschitt 1, vergleichbar dem in 12 gezeigten, sind auch bei diesem System möglich.
In 12 ist die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Diese 12 ähnelt der 9, hat u. a. aber eine dritte Warmwasserentnahmestelle 12c. Der Abzweig zu dieser Warmwasserentnahmestelle 12c unterteilt den ersten Leitungsabschnitt zwischen den Behältern 5a und 5b in die Unterabschnitte 1ba und 1bb. Beim Abzweig zur Warmwasserentnahmestelle 12c ist ein Ventil 10c, ein Temperaturfühler 17d und ein Fließsensor 18e angeordnet. Diese sind miteinander verbunden, vorzugsweise elektronisch. Wenn an der Warmwasserentnahmestelle 12c eine Warmwasserentnahme stattfindet, was der Sensor 18e detektiert, so lässt das Ventil 10c nur dann Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1bb in Richtung Warmwasserentnahmestelle 12c durch, wenn der Temperaturfühler 17d warmes Wasser detektiert. Vorzugsweise wird dies auch für eine kurze Wartezeit danach noch so gesteuert, weshalb das Ventil 10c, der Temperaturfühler 17d und der Sensor 18e vorzugsweise elektronisch miteinander verbunden sein sollten, ggf. über eine elektronische Steuerungseinheit. Allerdings können diese auch hydraulisch oder mechanisch miteinander verbunden sein und arbeiten, wodurch dann am Abzweig zur Warmwasserentnahmestelle 12c vorteilhaft keine Stromversorgung notwendig wäre. Für die elektronische Steuerungseinheit 13a bei Behälter 5a macht es keinen Unterschied, ob bei Behälter 5b oder bei der Warmwasserentnahmestelle 12c warmes Wasser benötigt wird. Falls das Ventil 10c mit einer Wartezeit arbeitet, so sollte diese vorzugsweise der Wartezeit für die Behälter 5 entsprechen, so wie zu 9 erläutert.
Auch aus dem ersten Leitungsabschnitt 1ba kann anschließend das warme Wasser in Richtung Behälter 5a zurück zirkulieren. Die Abläufe sind entsprechend wie zu 9 erläutert.
Beim Zurückströmen warmen Wassers aus dem ersten Leitungsabschitt 1ba in den Leitungsabschitt 1a wird das warme Wasser aber nicht durch den Behälter 5a geleitet, sondern durch das geöffnete Ventil 9e, dieses ist geöffnet weil Temperatursensor 17c warmes Wasser detektiert, unmittelbar in den ersten Leitungsabschitt 1a. Dies hat den Vorteil, dass das Ventil 9a als einfaches Wasserventil ausgelegt werden kann, welches nur ein Durchströmen in eine Richtung zulassen oder verhindern braucht, in diesem Fall also ausschließlich aus dem ersten Leitungsabschnitt 1a in das Warmwasserreservoir 20a. Da die elektronische Steuerungseinheit 13b nicht feststellen kann, ob oder wann bei der Warmwasserentnahmestelle 12c warmes Wasser entnommen wurde, gibt es bei geöffnetem Ventil 10b auch eine direkte Verbindung mit Rückschlagventil 8 in Richtung erster Leitungsabschitt 1bb; Behälter 5a ist entsprechend aufgebaut. Dadurch wird auch nach einer Entnahme bei der Warmwasserentnahmestelle 12c eine Rückwärtszirkulation ermöglicht und die Ventile 9c und 9d brauchen, wie oben zu Ventil 9a erläutert, nur eine Durchströmen in eine Richtung zulassen oder verhindern.
Auch in dieser Anordnung kann eine Entnahme bei der Warmwasserentnahmestelle 12a warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1ba entnehmen, wenn eine Wartezeit bei Ventil 10c abgelaufen ist, oder aus den ersten Leitungsabschitten 1ba und 1bb, wenn eine Wartezeit bei Behälter 5b und ggf. bei Ventil 10c abgelaufen ist. Oder es kann warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt 1bb in 1ba und aus 1ba in Richtung Warmwasserentnahme 12a strömen, wenn die Wartezeit bei Behälter 5b, nicht aber bei Ventil 10c abgelaufen ist. Das warme Wasser strömt in diesen Fällen ebenfalls an dem Temperatursensor 17a und dem Sensor 18a vorbei in das Warmwasserreservoir 20a.
Solche Anordnungen, bei denen das warme Wasser beim Rückwärtszirkulieren unmittelbar in den davorliegenden Abschnitt des ersten Leitungsabschitts geleitet wird, ohne durch das Warmwasserreservoir 20 des dazwischen liegenden Behälters 5 zu strömen, sind auch bei anderen Systemen mit Rückwärtszirkulation vorteilhaft anordbar, insbesondere auch bei System ähnlich den 9, 10 und 11. Dann kann auch eine direkte Verbindung vom Kaltwasserreservoir 21 in Richtung des vorgeordneten Abschnitts des ersten Leitungsabschitts 1 angeordnet werden, denn es kann kein kaltes Wasser, durch zurückströmendes, bzw. zurückdrückendes warmes Wasser, ungewollt aus dem Kaltwasserreservoir 21 in den ersten Leitungsabschitt 1 strömen. Dies geht nur, wenn das Ventil 10 zwischen Kaltwasserreservoir 21 und Kaltwasserleitung 24 geöffnet ist, was wiederum von der elektronischen Steuerungseinheit 13 ausschießlich gezielt zugelassen wird.
Solche oder ähnliche Abzweige mit Temperaturfühler 17, Ventil 10 und Sensor 18 wie in dieser 12 gezeigt, sind nicht nur bei Systemen gem. oder ähnlich dieser 12 einsetzbar, sondern grundsätzlich bei erfindungsgemäßen Systemen mit Rückwärtszirkulation.
Systeme mit vergleichbarer Arbeitsweise wie das in dieser 12 können natürlich auch verzweigte Leitungssysteme bilden, vergleichbar mit dem gem. 14 der deutschen Anmeldung 102013008991.3 . Dabei können nicht nur bei den Behältern 5, sondern auch bei Abzweigen gem. dieser 12, hier beispielhaft Ventil 10c, Sensor 18e und Temperatursensor 17d, die Verzweigungen dargestellt werden. Die Abzweige werden dann sinngemäß um Ventile und Sensoren erweitert und arbeiten entsprechend für alle abgehenden ersten Leitungsabschitte 1.
In 13 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Diese 13 ähnelt der 11, ist allerdings um eine weitere Warmwasserentnahmestelle 12c mit Ventil 10c, Sensor 18d und Temperatursensor 17d erweitert. Diese Komponenten sind am ersten Leitungsabschitt 1b angeordnet, bzw. unterteilen den ersten Leitungsabschitt 1b in die Unterabschnitte 1ba und 1bb. Diese Ventil-Sensor-Anordnung für die Warmwasserentnahmestelle 12c ist bereits aus 12 bekannt. Die Funktionsweise ist in der Beschreibung zu 12 bereits erläutert worden. Die Behälter 5a und 5b ähneln den Behältern 5 aus 11, können aber, anders als in 11, in Ruhephasen ebenfalls kaltes Wasser in Richtung davor angeordnetem Leitungsabschitt 1 durchlassen. Das spezielle Rückschlagventil 35b lässt auch in dieser 13 nur dann Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21b durch, wenn der Kolben 6e ganz rechts angekommen ist, das Kaltwasserreservoir 21e also leer ist. Da ggf. zurückströmendes warmes Wasser aus dem ersten Leitungsabschnitt 1ba aber nicht durch das Warmwasserreservoir 20a geführt wird, kann nur dann kaltes Wasser aus dem Kaltwasserreservoir 21d in den ersten Leitungsabschitt 1a strömen, wenn das Ventil 10a geöffnet ist. Durch diese Anordnung ist es möglich, dass auch in Ruhephasen der Behälter 5a und 5b kaltes Wasser aus der Kaltwasserleitung 24 als zeitem Leitungsabschitt 2 durch die geöffneten Ventile 10a, bzw. 10b, die Kaltwasserreservoirs 21 und die speziellen Rückschlagventile 35a, bzw. 35b, in den ersten Leitungsabschitt 1a, bzw. 1bb, strömt. Diese Möglichkeit ist deswegen notwendig, weil die Sensoren bei Behälter 5b nicht ansprechen können, wenn eine Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12c stattfindet und trotzdem die Möglichkeit eines Rückwärtsströmens von kaltem Wasser möglich sein muss, damit das warme Wasser nicht im ersten Leitungsabschitt 1ba stehen bleibt und dort auskühlt.
Da Behälter 5a auch eine offene Verbindung von seinem Kaltwasserreservoir 21d in Richtung erstem Leitungsabschitt 1a aufweist, könnte nachträglich ebenfalls eine weitere Zwischenentnahmestelle, mit einer Sensor-Ventil-Anordnung wie für die Warmwasserentnahmestelle 12c, im ersten Leitungsabschitt 1a angeordnet werden.
Der ZR-Auffangbehälter 29 ist in dieser 13 anders angeordnet als in den 9 bis 12. Aus dem ersten Leitungsabschitt 1 zurückströmendes warmes Wasser fließt nicht durch die zentrale Warmwasserbevorratung 14 in das Warmwasserreservoir 20c des ZR-Auffangbehälters 29, sondern unmittelbar aus dem ersten Leitungsabschitt 1a durch das Thermoventil 7a in das Warmwasserreservoir 20c des ZR-Auffangbehälters 29. Dadurch füllt sich das Warmwasserreservoir 20c und der Kolben 6c bewegt sich nach links. Das zuvor im Kaltwasserreservoir 21c befindliche Wasser strömt wieder in die Kaltwasserleitung 24 als zweiter Leitungsabschitt 2. Dieses Wasser war bis zu diesem Zeitpunkt nie in Kontakt mit dem Warmwassersystem, womit ggf. entsprechende Vorschriften befolgt werden die verbieten, dass Wasser aus der Warmwasserleitung in die Kaltwasserleitung gelangen darf.. Bei dem nächsten Strömen von warmem Wasser aus der zentralen Warmwasserbevorratung 14 in den ersten Leitungsabschitt 1a strömt zunächst das Wasser aus dem Warmwasserreservoir 20c in den Kaltwassereingang der zentralen Warmwasserbevorratung 14. Deshalb braucht das Warmwasserreservoir 20c auch nicht zusätzlich mittels Heizer auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, es sei denn, man möchte aus wasserhygienischen Gründen eine bestimmte Wassertemperatur erreichen oder aufrecht erhalten. Da das Warmwasserreservoir 20c vorzugsweise gegen schnellen Wärmeverlust isoliert ist, kann so die darin enthaltene Wärmeenergie später noch genutzt werden. Ordnet man das Warmwasserreservoir 20c unmittelbar an der zentralen Warmwasserbevorratung 14 an, so kann deren Abwärme, die auch ohne diesen ZR-Auffangbehälter 29 verloren ginge, ggf. zur Aufrechterhaltung einer Warmwassertemperatur genutzt werden. Zusätzlich zu dem Vorteil, dass beim ZR-Auffangbehälter 29, bzw. dessen Warmwasserreservoir 20c, ggf. kein Heizelement notwendig ist, ist auch keine elektonische Steuerungseinheit 13 notwendig. Das Thermoventil 7a kann ebenfalls rein hydraulisch oder mechanisch arbeiten, ebenso wie das spezielle Rückschlagventil 35. Weiterhin hat diese Anordnung des ZR-Auffangbehälters 29 den Vorteil, dass am Warmwasserausgang der zentralen Warmwasserbevorratung 14, auch ohne elektronischen Steuerungsaufwand, Wasser mit einer sehr gleichmäßigen Temperatur bereit gestellt wird.
Bezugszeichenliste

1: erster Leitungsabschitt
1a–1c, 1ba, 1bb: Teilabschnitte des ersten Leitunsabschitts 1
2: zweiter Leitungsabschitt
3: Kaltwasserzuführung zur zentralen Wassererwärmungsvorrichtung/Warmwasserbevorratung 14
4, 4a, 4b: Pumpe
5, 5a, 5b: Behälter; dezentraler Wasserspeicher mit Kaltwasserreservoir 21 und Warmwasserreservoir 20
6, 6a–6e: Kolben; thermische Trennvorrichtung
7, 7a, 7b: Thermoventil
8: Rückschlagventil
9, 9a–9g: elektrische Ventile, stromlos geschlossen
10, 10a–10c: elektrische Ventile, stromlos offen
12, 12a–12c: Warmwasserentnahmestelle
13, 13a–13c: elektrische/elektronische Steuerungseinheit
14: zentrale Wassererwärmungsvorrichtung/zentrale Warmwasserbevorratung
15, 15a, 15b: thermostatischer Mischer (mechanisch oder hydraulisch oder elektronisch oder daraus kombiniert arbeitend)
17, 17a–17d: Temperatursensor, Temperaturfühler
18, 18a–18e: Bedarfssensor (z. B. Fließsensor oder Drucksensor)
20, 20a–20c: Warmwasserreservoir
21, 21a–21e: Kaltwasserreservoir
22, 22a, 22b: Kolbensensor, Füllstandsensor (z. B. Laser, Ultraschall, Näherungssensor, Reedschalter, Magnetfeldsensor, usw.)
24: Kaltwasserleitung
26, 26a, 26b: ”Pufferpegel” = Pegel der Puffermenge des Behälters 5
27, 27a, 27b: ”Leitungsinhaltspegel” = Pegel im Behälter 5 passend zum Leitungsinhalt des ersten Leitungsabschitts 1 oder Teilabschnitts vom ersten Leitungsabschitt (s. o.)
29: ZR-Auffangbehälter = Auffangbehälter für Rückwärtszirkulationen
33, 33a, 33b: Stoppvorrichtung, Stoppvorrichtung für den Kolben
34, 34a, 34b: Rückschlagventil mit erhöhtem Öffnungswiderstand
35, 35a–35c: spezielles Ventil/Rückschlagventil, welches erst bei Aktivierung (beispielsweise beim Erreichen eines Anschlages) und nur in eine Richtung Flüssigkeit passieren lässt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1517097 [0002, 0003, 0004, 0004, 0006, 0007, 0007, 0008, 0010, 0024, 0038, 0039, 0039, 0039, 0040, 0045, 0046, 0058, 0060, 0061, 0074, 0075, 0075, 0076, 0114]
EP 1215987 [0007]
DE 102012011042 [0007, 0007, 0008, 0010, 0024, 0030, 0035, 0038, 0039, 0040, 0045, 0046, 0056, 0058, 0061, 0074, 0075, 0075, 0114]
EP 12159873 [0007, 0008, 0010, 0029, 0040, 0046, 0056, 0058, 0060, 0061, 0074, 0075, 0075, 0076, 0114]
DE 102013008991 [0009, 0009, 0010, 0010, 0013, 0013, 0015, 0016, 0016, 0024, 0038, 0039, 0040, 0045, 0046, 0052, 0053, 0056, 0058, 0061, 0061, 0062, 0067, 0067, 0067, 0072, 0072, 0074, 0075, 0075, 0076, 0082, 0084, 0097, 0101, 0108, 0114, 0179, 0182, 0182, 0193, 0193, 0198, 0199, 0199, 0199, 0203, 0209, 0218]
EP 121598734 [0024, 0045]
EP 1215973 [0034, 0034, 0038, 0039]
EP 102012011042 [0076]

Claims

System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus zentraler Warmwasserbevorratung/zentraler Wassererwärmungsvorrichtung (14) mit wenigstens einer Warmwasserentnahmestelle (12), einem an der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) und an den Behältern (5) angeordneten ersten Leitungsabschnitt (1), einer an der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) und an den Behältern (5) angeordneten Kaltwasserleitung (24), mit wenigstens einem Behälter (5) jeweils mit Warmwasserreservoir (20) und wenigstens einem Kaltwasserreservoir (21), wobei das Warmwasserreservoir (20) vorzugsweise ausschließlich mit warmer Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt (1) und ein Kaltwasserreservoir (21) vorzugsweise mit kaltem Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt (1) befüllbar ist, wenigstens einer Pumpe (4) und wenigstens einer am Behälter (5) angeordneten Warmwasserentnahmestelle (12), dadurch gekennzeichnet, dass – die Kaltwasserleitung (24) als zweiter Leitungsabschitt (2) genutzt wird – das Wasser aus dem Warmwasserreservoir (20) zum Zweck der Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle (12) durch Beimischung von Wasser aus dem Kaltwasserreservoir (21) auf eine niedrigere Temperatur gebracht wird – das Wasser aus dem Kaltwasserreservoir (21) durch diese Beimischung hinreichend aufgebraucht wird, so dass das Kaltwasserreservoir (21) beim nächsten Nachströmen von Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt (1) das kalte Wasser der aus dem ersten Leitungsabschitt (1) nachströmenden Wassermenge aufnehmen kann – kein Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt (1) in die Kaltwasserleitung (24) als zweitem Leitungsabschitt (2) gelangen kann
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermostatischer Mischer (15) das aus dem Warmwasserreservoir (20) zu wenigstens einer Warmwasserentnahmestelle (12) strömende Wasser durch Beimischung von kälterem Wasser aus dem Kaltwasserreservoir (21), welches aus dem ersten Leitungsabschitt (1) nachströmendes kaltes Wasser aufnimmt, zu der Entnahme an der Warmwasserentnahmestelle (12) auf eine niedrigere Wassertemperatur mischt.
System zur Bereitstellung von warmer Wasser aus zentraler Warmwasserbevorratung/zentraler Wassererwärmungsvorrichtung (14) mit wenigstens einer Warmwasserentnahmestelle (12), einem an der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) angeordneten ersten Leitungsabschnitt (1), einem mit dem ersten Leitungsabschitt (1) – vorzugsweise bei der von der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) entferntesten Warmwasserentnahmestelle (12) am ersten Leitungsabschitt (1) – gesteuert verbindbaren zweiten Leitungsabschitt (2), dadurch gekennzeichnet, dass – in einem – vorzugsweise auch während eines vorgegebenen Zeitfensters unmittelbar zuvor – durch Warmwasserentnahme warm nicht hinreichend durchströmten Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts (1) befindliches warmes Wasser aus diesem zu einem – vorzugsweise auch während dessen vorgegebenen Zeitfensters unmittelbar zuvor – warm hinreichend durchströmten Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts (1) zurück strömt – zwischen Teilabschnitten des ersten Leitungsabschitts (1) Rückschlagventile (8) angeordnet sind, die Wasser nur vorwärts durch strömen lassen – zwischen diesen Teilabschnitten des ersten Leitungsabschitts (1) wenigstens ein Ventil angeordnet ist, welches nur warmes Wasser im ersten Leitungsabschitt (1) rückwärts durch strömen lässt
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei in Reihe angeordneten Teilabschnitten des ersten Leitungsabschitts (1) Sensoren feststellen können, ob und wie lange zuvor im jeweiligen Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts (1) warmes Wasser vorwärts geströmt ist und davon abhängig, durch Ventile gesteuert, gezielt ein Rückwärtsströmen von warmer Wasser aus einem nachgeordneten Teilabschnitt in einen vorgeordneten Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts (1) zugelassen wird.
System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Anfang und Ende der Teilabschnitte des ersten Leitungsabschitts (1) durch angeordnete Warmwasserentnahmestellen (12) oder angeordnete Behälter (5) oder Verzweigungen des ersten Leitungsabschitts (1) bestimmt sind.
System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus zentraler Warmwasserbevorratung/zentraler Wassererwärmungsvorrichtung (14), mit wenigstens zwei am ersten Leitungsabschitt (1) angeordneten Behältern (5), welche jeweils wenigstens ein Warmwasserreservoir (20) aufweisen, welches vorzugsweise ausschließlich mit warmem Wasser befüllbar ist, einem an der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) und an den Behältern (5) angeordneten ersten Leitungsabschnitt (1) und wenigstens einer Pumpe (4), dadurch gekennzeichnet, dass das warme Wasser, welches das Warmwasserreservoir (20) eines Behälter (5) durch den ersten Leitungsabschitt (1) erreicht, unmittelbar aus der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) kommend zu diesem Behälter (5) strömt und dabei durch den gesamten Abschnitt des ersten Leitungsabschitts (1), zwischen zentraler Warmwasserbevorratung/zentraler Wassererwärmungsvorrichtung (14) und diesem Behälter (5), fließt.
System nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Leitungsabschitt (1), oder einem Teilabschnitt des ersten Leitungsabschitts (1), wenigstens ein Behälter (5) angeordnet ist, bei dem das warme Wasser, welches das Warmwasserreservoir (20) dieses wenigstens einen Behälters (5) erreicht, unmittelbar aus einem anderen, ebenfalls am ersten Leitungsabschitt (1) angeordneten, Behälter (5) zu diesem wenigstens einen Behälter (5) strömt.
System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus zentraler Warmwasserbevorratung/zentraler Wassererwärmungsvorrichtung (14) an wenigstens einer Warmwasserentnahmestelle (12), mit wenigstens einem Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), welches vorzugsweise ausschließlich mit warmer Wasser befüllbar ist, einem an der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) angeordneten ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschitt (2), der mit dem ersten Leitungsabschitt (1) verbindbar ist, und wenigstens einer Pumpe (4) mit zwei Förderrichtungen, oder alternativ mit zwei Pumpen (4) mit jeweils einer Förderrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens ein Behälter (5) auch die Funktion eines ZR-Auffangbehälters (29) umfasst – das das System zwei Arbeitsweisen kombiniert, zum einen eine Arbeitsweise mit Nachschubphase und Rückwärtszirkulationsphase – bei der die Warmwasserreservoirs (20) der Behälter (5) mittels Warmwassernachschub durch den ersten Leitungsabschitt (1) hinreichend, vorzugsweise so viel wie möglich, mit warmer Wasser gefüllt werden und danach im ersten Leitungsabschitt (1) stehendes warmes Wasser, durch eine andere Wassermenge verdrängt, zurück strömt und dabei vorzugsweise durch kaltes Wasser ersetzt wird – und zum anderen eine Arbeitsweise mit Nachschubphase, Vorwärtszirkulationsphase und Rückwärtszirkulationsphase – bei der das System in der Lage ist nacheinander bedarfsgerecht Nachschubphasen – in denen zusätzliches warmes Wasser als Warmwassernachschub in den ersten Leitungsabschitt (1) in Richtung Warmwasserreservoirs (20) befördert wird –, bedarfsgerecht Vorwärtszirkulationsphasen und bedarfsgerecht Rückwärtszirkulationsphasen – in denen im ersten Leitungsabschitt (1) befindliches warmes Wasser durch kaltes Wasser verdrängt und ersetzt wird – durchzuführen, wobei ein stattfindender Warmwassernachschub und die Größe der Warmwasserreservoirs (20) so bemessen sind, dass die Warmwasserreservoirs (20) das warme Wasser aus dem ersten Leitungsabschitt (1) vorzugsweise vollständig aufnehmen können
System zur Bereitstellung von warmer Wasser aus zentraler Warmwasserbevorratung/zentraler Wassererwärmungsvorrichtung (14) mit wenigstens einer Warmwasserentnahmestelle (12), mit wenigstens einem Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), welches vorzugsweise ausschließlich mit warmer Wasser befüllbar ist, einem an der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) und an den Behältern (5) angeordneten ersten Leitungsabschnitt (1), einem zweiten Leitungsabschitt (2) und wenigstens einer Pumpe (4), wobei die Warmwasserreservoirs (20) der Behälter (5) mittels Warmwassernachschub durch den ersten Leitungsabschitt (1) hinreichend, vorzugsweise so viel wie möglich, mit warmer Wasser gefüllt werden und danach im ersten Leitungsabschitt (1) stehendes warmes Wasser, durch eine andere Wassermenge verdrängt, in einen Rückwärtszirkulationsauffangbehälter (29) zurück strömt und dabei vorzugsweise durch kaltes Wasser ersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – der Rückwärtszirkulationsauffangbehälter (29) am ersten Leitungsabschitt (1) angeordnet ist und zurück strömendes warmes Wasser unmittelbar aus dem ersten Leitungsabschitt (1) aufnimmt – der Rückwärtszirkulationsauffangbehälter (29) bei einem erneuten Wasserbedarf der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) das zuvor aus dem ersten Leitungsabschitt (1) aufgenommene Wasser in die zentrale Warmwasserbevorratung/zentrale Wassererwärmungsvorrichtung (14) strömen lässt, vorzugsweise bevor weiteres Wasser aus der Kaltwasserzuführung (3) zur zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) in die zentrale Warmwasserbevorratung/zentrale Wassererwärmungsvorrichtung (14) strömt
System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter (5) – wenigstens ein Kaltwasserreservoir (21) aufweisen, welches ausschließlich mit dem ersten Leitungsabschitt (1) verbindbar ist – wenigstens ein Kaltwasserreservoir (21) aufweisen, welches nur Wasser aus dem zweiten Leitungsabschitt (2) aufnehmen kann, und an den zweiten Leitungsabschitt (2) und ggf. an das ausschließlich mit dem ersten Leitungsabschitt (1) verbindbare Kaltwasserreservoir (21) abgeben kann – wenigstens ein Warmwasserreservoir (20) aufweisen, welches ausschließlich mit dem ersten Leitungsabschitt (1) und ggf. einer Zuleitung zu einer Warmwasserentnahmestelle (12) verbindbar ist – Kaltwasserreservoirs (21) und Warmwasserreservoir (20) eines Behälters (5) nicht druckisoliert voneinander angeordnet sind – Kaltwasserreservoirs (21) und Warmwasserreservoir (20) vorzugsweise thermisch getrennt voneinander angeordnet sind
System nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das System zur Bereitstellung von warmem Wasser aus zentraler Warmwasserbevorratung/zentraler Wassererwärmungsvorrichtung (14) an wenigstens einer Warmwasserentnahmestelle (12), vorzugsweise mit wenigstens einem Behälter (5) mit Warmwasserreservoir (20), welches vorzugsweise ausschließlich mit warmem Wasser befüllbar ist, am ersten Leitungsabschitt (1) angeordnete elektrische Ventile und gegebenenfalls andere Aktuatoren und Sensoren und für diese angeordnete wenigstens eine elektronische Steuerungseinheit (13), an der zentralen Wassererwärmungsvorrichtung/zentralen Warmwasserbevorratung (14) angeordnete elektrische Ventile und ggf. andere Aktuatoren und Sensoren und für diese angeordnete elektronische Steuerungseinheit (13), einen an der zentralen Warmwasserbevorratung/zentralen Wassererwärmungsvorrichtung (14) angeordneten ersten Leitungsabschnitt (1) und einen zweiten Leitungsabschnitt (2), welcher mit dem ersten Leitungsabschitt (1) verbindbar ist, umfasst – das System ohne direkte Kommunikation/Signalübertragung zwischen wenigstens zwei elektronischen Steuerungseinheiten (13) arbeitet