DE102014208261A1

DE102014208261A1 - Trink- und Brauchwassersystem eines Gebäudes und Verfahren zur Steuerung des Trink- und Brauchwassersystems

Info

Publication number: DE102014208261A1
Application number: DE102014208261.7A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ABA BEUL GmbH; BEUL ABA GmbH
Current assignee: ABA BEUL GmbH; BEUL ABA GmbH
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2015-11-05
Anticipated expiration: 2034-05-01
Also published as: DE102014208261B4

Abstract

Trink- und Brauchwassersystem (1) eines Gebäudes, mindestens bestehend aus einem an das öffentliche Versorgungsnetz anschließbaren Hausanschluss, von dem Hausanschluss abgehende Versorgungsleitungen (2), einem den Hausanschluss gegenüber den Versorgungsleitungen (2) absperrenden Hausanschlussabsperrventil, mindestens einer Spülleitung (12), die in einen an das öffentliche Abwassernetz anschließbaren Abwasserabgang (11) oder in einen an einen Grauwassertank anschließbaren Grauwasserabgang mündet, und einer Steuerzentrale, wobei von den Versorgungsleitungen (2) eine Unterverteilung (4) mit mindestens einer Unterverteilungsleitung (5) abzweigt, die zu den jeweiligen Zapfstellen (6) innerhalb und/oder außerhalb des Gebäudes führt, wobei die Unterverteilungsleitung (5) einen Volumensensor (7), einen Temperatursensor (8), ein Spülventil (9) sowie einen freien Auslauf (10) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trink- und Brauchwassersystem eines Gebäudes, mindestens bestehend aus einem an das öffentliche Versorgungsnetz anschließbaren Hausanschluss, von dem Hausanschluss abgehende Versorgungsleitungen, einem motorbetriebenen, den Hausanschluss gegenüber den Versorgungsleitungen absperrenden Hausanschlussabsperrventil, mindestens einer Spülleitung, die in einen an das öffentliche Abwassernetz anschließbaren Abwasserabgang oder in einen an einen Grauwassertank anschließbaren Grauwasserabgang mündet, und einer Steuerzentrale sowie ein Verfahren zur Steuerung des Trink- und Brauchwassersystems.
Für Trink- und Brauchwassersysteme sind Vorschriften zu beachten, die in der bundesdeutschen Trinkwasserverordnung zusammengefasst sind. Z. B. sind zur Vermeidung von Kontaminationen des Wassers durch Bakterien, die beispielsweise durch lange Stagnationszeiten des Wassers in den Leitungen entstehen, geeignete Sicherheitseinrichtungen zwingend vorgeschrieben. Insbesondere in großen Gebäuden, wie Wohnhäuser mit einer Mehrzahl von Wohneinheiten, Alten- und Pflegeheime, Krankenhäuser, Schulen, Turnhallen, Hotels usw. muss jederzeit ein hygienekonformer Betrieb des Trink- und Brauchwassersystems sichergestellt werden.
Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, ist es bereits bekannt, die betreffenden Leitungen durch Spülen derselben von derartigen Kontaminationen zu befreien. So ist beispielsweise in der EP 2 096 214 A2 eine Trink- und Brauchwasserversorgungseinrichtung eines Gebäudes mit einem Hausanschluss beschrieben, wobei der Hausanschluss an das öffentliche Versorgungsnetz angeschlossen ist, und verschiedenen, davon abgehenden und innerhalb des Gebäudes verlegten Versorgungsleitungen, denen Spülleitungen zugeordnet sind, die mit einem Abwasserabgang kommunizieren, der an das öffentliche Abwassernetz angeschlossen ist.
Die vorgenannte Trink- und Brauchwasserversorgungeinrichtung hat jedoch den Nachteil, dass im Falle einer Spülung sämtliche Versorgungsleitungen des Gebäudes gespült werden müssen, auch wenn in einzelnen Versorgungsleitungen ein Spülvorgang nicht notwendig ist. Dies führt zu einem relativ hohen Wasserverbrauch bei jedem einzelnen Spülvorgang.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trink- und Brauchwassersystem sowie ein Verfahren zur Steuerung des Trink- und Brauchwassersystems der angegebenen Gattung zu schaffen, mit dem die Spülung einzelner Leitungen innerhalb eines Gebäudes gewährleistet ist und somit eine enorme Wasserersparnis erreicht wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Trink- und Brauchwassersystem mit den Kennzeichnungsmerkmalen des Patentanspruchs 1 und einem Verfahren zur Steuerung des Trink- und Brauchwassersystems nach Patentanspruch 13 gelöst.
Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Trink- und Brauchwassersystem zweigt von den Versorgungsleitungen eine Unterverteilung mit mindestens einer Unterverteilungsleitung ab, die zu den jeweiligen Zapfstellen innerhalb und/oder außerhalb des Gebäudes führt. Dabei weist die Unterverteilungsleitung einen Volumensensor, einen Temperatursensor, ein Spülventil sowie einen freien Auslauf auf. Durch die Anordnung eines Volumensensors und eines Temperatursensors kann eine Spülung der Spülleitung in Abhängigkeit des verbrauchten Volumens und der Temperatur des Wassers erfolgen, wobei durch das Spülventil der Ablauf des Wassers über den freien Auslauf in den Abwasserabgang gewährleistet ist.
Vorzugsweise zweigen mindestens zwei Unterverteilungen von den Versorgungsleitungen ab. Je mehr Unterverteilungen von den Versorgungsleitungen abzweigen, desto effizienter ist das Trink- und Brauchwassersystem, da jede Unterverteilung bzw. jede Unterverteilungsleitung separat in Abhängigkeit der vorgegebenen Parameter bei Bedarf gespült werden kann.
Die Spülleitung schließt sich vorzugsweise an das Ende der jeweiligen Unterverteilungsleitung bzw. an die letzte Zapfstelle in der Unterverteilungsleitung jeder Unterverteilung an.
Das Spülventil ist in der an das Ende der jeweiligen Unterverteilungsleitung anschließenden Spülleitung vorgesehen, an das sich der freie Auslauf anschließt, der in den an das öffentliche Abwassernetz anschließbaren Abwasserabgang bzw. den an den Grauwassertank anschließbaren Grauwasserabgang mündet. Der Volumensensor und der Temperatursensor sind entsprechend der Gegebenheiten in der jeweiligen Unterverteilung im Bereich zwischen der Anbindung an die Versorgungsleitung und dem Spülventil variabel angeordnet. Eine Anordnung des Volumensensors beispielsweise vor der ersten Zapfstelle in der Unterverteilungsleitung sorgt dafür, dass das gesamte verbrauchte Volumen in einer Unterverteilung erfasst wird, wobei der Temperatursensor beispielsweise am Ende der Unterverteilung bzw. am Anfang der Spülleitung bei Kaltwasser eine Erwärmung des Wassers, dessen Temperatur zur Vermeidung von Bakterien- und Keimbildung unterhalb von 15°C (maximal 25°C) liegen darf, und bei Warmwasser eine Abkühlung des Wassers, dessen Temperatur zur Vermeidung von Bakterienbildung, insbesondere Legionellenbildung nicht unter 55°C liegen darf, erfasst, wodurch ggf. ein Spülvorgang eingeleitet wird.
Um eine vollautomatische Spülung zu erreichen, ist das Absperrorgan des Spülventils über einen elektrischen Stellantrieb von einer Schließstellung in eine Offenstellung und umgekehrt bewegbar.
Zur Erkennung eines Rückflusses aus dem Abwassernetz oder aus dem Grauwassertank weist der freie Auslauf vorzugsweise eine Überlauf-Überwachungseinrichtung auf.
In der die Steuerungssoftware beinhaltenden Steuerzentrale ist ein Zeitmodul vorgesehen, das in der jeweiligen Unterverteilung einen längeren Stillstand des Wassers erfasst, wodurch sich ebenfalls Bakterien und Keime bilden können. Dies kann z. B. bei einem längeren Urlaubsaufenthalt der Fall sein.
Mindestens eine Steuerzentrale, die die einzelnen Komponenten, wie Zeitmodul, Sensoren, Stellantrieb und freier Auslauf, jeder Unterverteilung miteinander verbindet, kann in eine übergeordnete Gebäudesteuervorrichtung einer Gebäudeleittechnik einsetzbar sein.
Jede Steuerzentrale ist für bis zu acht Unterverteilungen mit daran anschließenden Spülleitungen vorgesehen, wobei mehr als acht Unterverteilungen je nach Anzahl der Unterverteilungen eine oder mehrere weitere Steuerzentralen erfordern.
In sehr großen Gebäuden mit einer Vielzahl von Unterverteilungen werden die dafür benötigten mehreren Steuerzentralen jeweils über eine Ethernet-Verbindung miteinander gekoppelt, wobei bei der Kopplung der Steuerzentralen eine Erkennung derselben durch die in den Steuerzentralen hinterlegte Software erfolgt. Die Bedienung sämtlicher Steuerzentralen kann von einer zentralen Stelle aus erfolgen. Dies kann beispielsweise entweder über die Gebäudesteuervorrichtung oder aber auch direkt an einer der Steuerzentralen erfolgen. Jede Steuerzentrale ist so ausgebildet, dass auch eine Bedienung bzw. ein Auslesen der Steuerzentrale bzw. Steuerzentralen mit einem Handgerät über eine WLAN-Verbindung möglich ist.
Das erfindungsgemäße Trink- und Brauchwassersystem eignet sich nicht nur zur Installation in Neubauten, sondern ist auch besonders für die Nachrüstung in älteren Gebäuden, deren Trink- und Brauchwassersysteme noch nicht den Vorschriften der bundesdeutschen Trinkwasserverordnung entsprechen und in denen der heutzutage übliche Standard noch nicht vorhanden ist, geeignet und dort leicht zu installieren.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung des Trink- und Brauchwassersystems wird ein Spülvorgang der Unterverteilung unter Berücksichtigung der Leitungsnutzung in Bezug auf die Zeit, die Temperatur und des verbrauchten Volumens in der Unterverteilungsleitung durch die Steuerzentrale eingeleitet. Dieses Verfahren stellt einen hygienischen Betrieb sicher und optimiert die Spülmengen, da sämtliche Parameter, wie Temperatur, Spülzeitpunkte und -mengen in der Steuerzentrale protokolliert werden.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Trink- und Brauchwassersystems näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur einen schematischen Plan des Trink- und Brauchwassersystems mit z. B. zwei an die Versorgungsleitungen angeschlossenen Unterverteilungen.
Die Figur zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Trink- und Brauchwassersystems 1 eines Gebäudes, wobei das Trink- und Brauchwassersystem 1 vorzugsweise im Keller des jeweiligen Gebäudes einen an das öffentliche Versorgungsnetz anschließbaren Hausanschluss aufweist. In der Regel schließt sich an den Hausanschluss ein zwischen zwei Absperrventilen angeordneter Wasserzähler an, wobei die beiden Absperrventile zum Öffnen und Schließen derselben gewöhnlich mit einem Handrad o. dgl. Betätigungselement versehen sind. Im Anschluss daran ist ein den Hausanschluss gegenüber Versorgungsleitungen 2 absperrendes Hausanschlussabsperrventil angeordnet, das beispielsweise über einen mit einer übergeordneten Gebäudesteuereinrichtung einer Gebäudeleittechnik verbundenen Motor o. dgl. Antriebselements geschlossen bzw. geöffnet werden kann. Die davon abgehenden Versorgungsleitungen 2 werden direkt als Kaltwasserzuführung oder über die Heizungsanlage indirekt als Warmwasserzuführung in dem Gebäude weitergeführt. Da die bisher beschriebene Installation allgemein üblich und bekannt ist, wurde zur Vereinfachung diese in der Figur nicht dargestellt.
Von einer oder beiden Versorgungsleitungen 2 zweigt je Wohneinheit 3 mindestens eine Unterverteilung 4 mit mindestens einer Unterverteilungsleitung 5 ab, die zu den jeweiligen Zapfstellen 6 jeder Wohneinheit innerhalb und/oder außerhalb des Gebäudes führt. Jede Unterverteilungsleitung 5 weist dabei einen Volumensensor 7, einen Temperatursensor 8, ein Spülventil 9 sowie einen freien Auslauf 10 auf, wobei das Spülventil 9 in einer mit dem freien Auslauf 10 in einen an das öffentliche Abwassernetz anschließbaren Abwasserabgang 11 oder in einen an einen Grauwassertank anschließbaren Grauwasserabgang mündenden Spülleitung 12 vorgesehen ist, die sich an das Ende der jeweiligen Unterverteilungsleitung 5 anschließt und eine Spülung der Unterverteilung 4 bzw. der Unterverteilungsleitung 5 bei Erfordernis ermöglicht. Dazu ist das Absperrorgan des jeweiligen Spülventils 9 über einen elektrischen Stellantrieb 13 von einer Schließstellung in eine Offenstellung und umgekehrt bewegbar.
In der Figur sind beispielhaft zwei Unterverteilungen 4 dargestellt, die an die Versorgungsleitung 2 für Kaltwasser angeschlossen sind, wobei hier jeweils die Versorgungsleitung 2 für Warmwasser mit einer Unterverteilung in die jeweilige Wohneinheit als Zirkulationsleitung 14 ausgebildet ist. Ist keine Zirkulationsleitung 14 vorhanden, kann die Unterverteilung entsprechend der Unterverteilung 4 für Kaltwasser ausgebildet sein. Es ist durchaus aber auch möglich, eine Spülung der Zirkulationsleitung 14 zu erreichen, wobei der Installationsaufwand dabei geringfügig höher ist, da dafür z. B. ein zusätzliches motorbetriebenes Absperrventil bzw. ein weiteres Spülventil 9 mit elektrischem Stellantrieb 13 notwendig ist.
Der Volumensensor 7 kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wie in der Figur dargestellt, in der jeweiligen Unterverteilungsleitung 5 vorzugsweise vor der ersten Zapfstelle 6 angeordnet sein, damit das tatsächlich bewegte Wasservolumen erfasst werden kann. Der Temperatursensor 8 hingegen kann in der jeweiligen Unterverteilungsleitung 5 vor der letzten Zapfstelle 6 oder in der jeweiligen Spülleitung 12 hinter der letzten Zapfstelle 6 angeordnet sein, da am Austritt des Kaltwassers ständig eine Temperatur von unter 25°C, besser unter 15°C und am Austritt des Warmwasser ständig eine Temperatur von mindestens 55°C gewährleistet sein muss. Im Anschluss an den Temperatursensor 8 oder an die letzte Zapfstelle 6 ist das Spülventil 9 in der jeweiligen Spülleitung 12 vorgesehen, an das sich der freie Auslauf 10 anschließt.
Bei anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Volumensensor 7 entsprechend den Gegebenheiten und/oder Erfordernissen beispielsweise hinter der letzten Zapfstelle 6 oder auch an jeder beliebigen Stelle in der Unterverteilung 4 vorgesehen sein. Auch der Temperatursensor 8 kann dabei beispielsweise vor der ersten Zapfstelle 6 oder auch an jeder beliebigen Stelle in der Unterverteilung 4 angeordnet sein.
Um einen Überlauf von Abwasser aus dem Abwassernetz bzw. von Grauwasser aus dem Grauwassertank zu vermeiden, ist der freie Auslauf vorzugsweise mit einer Überlauf-Überwachungseinrichtung versehen, die beispielsweise ein Schwimmerschalter sein kann.
Die einzelnen Komponenten der Unterverteilung 4, d. h. der Volumensensor 7, der Temperatursensor 8, der elektrische Stellantrieb 13 des Spülventils 9 und die Überlauf-Überwachungseinrichtung des freien Auslaufs 10 sind mit einer Steuerzentrale verbunden, in der neben der Steuerungssoftware ferner ein Zeitmodul zur Erfassung der Spülzeitpunkte sowie die Steuerungssoftware integriert sind. Die Steuerzentrale kann beispielsweise in eine übergeordnete Gebäudesteuervorrichtung einer Gebäudeleittechnik eingesetzt werden. Jede Steuerzentrale ist für bis zu acht Unterverteilungen 4 mit daran anschließenden Spülleitungen 12 vorgesehen und steuert somit die Unterverteilungen 4 von acht Wohneinheiten (bei nur Kaltwasser) bzw. von vier Wohneinheiten (bei Kalt- und Warmwasser). Für zusätzliche Wohneinheiten wird eine weitere Steuerzentrale bzw. werden weitere Steuerzentralen notwendig, die ggf. ebenfalls in die Gebäudesteuervorrichtung eingesetzt wird bzw. werden.
Mehrere Steuerzentralen werden vorzugsweise über eine Ethernet-Verbindung miteinander gekoppelt. Nach der Kopplung wird diese von der Software erkannt, so dass eine Bedienung bzw. ein Auslesen sämtlicher Steuerzentralen von einer zentralen Stelle erfolgen kann.
Zur Sicherung der hygienischen Bedingungen innerhalb der Unterverteilungen 4 sind drei verschiedene Verfahren vorgesehen:
Beim Spülen nach Plan wird der Spülvorgang in der jeweiligen Unterverteilung 4 in vorher definierten Zeitabständen durch die Steuerzentrale eingeleitet, wobei genau vorgegeben ist, wie viel Wasser ausgespült werden soll.
Die Temperatur in einer Unterverteilung 4 wird sicher und gleichbleibend beim Spülen nach Temperatur gehalten. Durch das in der Konfiguration vorgegebene Temperaturfenster werden hygienisch bedenkliche Temperaturbereiche automatisch ausgeschlossen. Dazu wird die Wassertemperatur ständig gemessen. Erwärmt sich z. B. das Kaltwasser in der Unterverteilungsleitung 5, leitet die Steuerzentrale den Spülvorgang durch Öffnen des Spülventils 9 ein, damit kühleres Wasser nachfließen kann. Kühlt sich dagegen z. B. das Warmwasser in der Unterverteilungsleitung 5 ab, leitet die Steuerzentrale ebenfalls den Spülvorgang durch Öffnen des Spülventils 9 ein, damit wärmeres Wasser nachfließen kann. Befinden sich die Temperaturen wieder in den vorher definierten Fenstern, wird der Spülvorgang durch Schließen des jeweiligen Spülventils 9 abgebrochen.
Beim Spülen nach Plan mit Nutzungsberücksichtigung wird ein hygienischer Betrieb sichergestellt und gleichzeitig werden die Spülmengen optimiert. Der Spülvorgang in der Unterverteilung 4 wird unter Berücksichtigung der Leitungsnutzung in Bezug auf die Zeit, die Temperatur und des verbrauchten Volumens in der Unterverteilungsleitung 5 durch die Steuerzentrale eingeleitet. Dazu wird das bewegte Wasservolumen in der Unterverteilung 4 ständig gemessen und bei einer Spülung positiv berücksichtigt. Alle Parameter, wie Temperaturen, Spülzeitpunkte- und -mengen werden ständig überprüft, so dass ein hygienischer Betrieb gewährleistet ist. Weiterhin findet eine ständige Überwachung aller Sensoren 7, 8 und Bauteile statt. Entstehende Fehler, beispielsweise Sensorausfälle werden sofort z. B. an einem Bildschirm oder an eine vorher definierte E-Mail-Adresse gemeldet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2096214 A2 [0003]

Claims

Trink- und Brauchwassersystem (1) eines Gebäudes, mindestens bestehend aus einem an das öffentliche Versorgungsnetz anschließbaren Hausanschluss, von dem Hausanschluss abgehende Versorgungsleitungen (2), einem den Hausanschluss gegenüber den Versorgungsleitungen (2) absperrenden Hausanschlussabsperrventil, mindestens einer Spülleitung (12), die in einen an das öffentliche Abwassernetz anschließbaren Abwasserabgang (11) oder in einen an einen Grauwassertank anschließbaren Grauwasserabgang mündet, und einer Steuerzentrale, dadurch gekennzeichnet, dass von den Versorgungsleitungen (2) eine Unterverteilung (4) mit mindestens einer Unterverteilungsleitung (5) abzweigt, die zu den jeweiligen Zapfstellen (6) innerhalb und/oder außerhalb des Gebäudes führt, wobei die Unterverteilungsleitung (5) einen Volumensensor (7), einen Temperatursensor (8), ein Spülventil (9) sowie einen freien Auslauf (10) aufweist.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Unterverteilungen (4) von den Versorgungsleitungen (2) abzweigen.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Spülleitung (12) an das Ende der jeweiligen Unterverteilungsleitung (5) anschließt.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spülventil (9) in der an das Ende der jeweiligen Unterverteilungsleitung (5) anschließenden Spülleitung (12) vorgesehen ist, an das sich der freie Auslauf (10) anschließt, der in den an das öffentliche Abwassernetz anschließbaren Abwasserabgang (11) bzw. den an den Grauwassertank anschließbaren Grauwasserabgang mündet, und dass der Volumensensor (7) und der Temperatursensor (8) entsprechend den Gegebenheiten in der jeweiligen Unterverteilung (4) im Bereich zwischen der Anbindung an die Versorgungsleitung (2) und dem Spülventil (9) variabel angeordnet sind.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrorgan des jeweiligen Spülventils (9) über einen elektrischen Stellantrieb (13) von einer Schließstellung in eine Offenstellung und umgekehrt bewegbar ist.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Auslauf (10) eine Überlauf-Überwachungseinrichtung aufweist.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Steuerzentrale ein Zeitmodul vorgesehen ist.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Steuerzentrale in eine übergeordnete Gebäudesteuervorrichtung einer Gebäudeleittechnik einsetzbar ist.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Steuerzentrale für bis zu acht Unterverteilungen mit daran anschließenden Spülleitungen (12) vorgesehen ist.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Steuerzentralen jeweils über eine Ethernet-Verbindung miteinander gekoppelt sind.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Kopplung der Steuerzentralen eine Erkennung derselben durch die in den Steuerzentralen hinterlegte Software erfolgt.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedienung sämtlicher Steuerzentralen von einer zentralen Stelle erfolgt.
Verfahren zur Steuerung des Trink- und Brauchwassersystems nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spülvorgang der Unterverteilung (4) unter Berücksichtigung der Leitungsnutzung in Bezug auf die Zeit, die Temperatur und des verbrauchten Volumens in der Unterverteilungsleitung (5) durch die Steuerzentrale eingeleitet wird.