DE102015003866A1

DE102015003866A1 - System zur Vermeidung von Kalkablagerungen in Wärmetauschern zur Trinkwassererwärmung

Info

Publication number: DE102015003866A1
Application number: DE102015003866.4A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2017-01-19

Abstract

Oftmals wird in dezentralen Wärmetauschern 16 kaltes Trinkwasser mit Hilfe warmen Heizungswassers erwärmt. Dabei wird meistens hingenommen, dass bei stehendem kalten Trinkwasser eventuelle Ausfällungen nicht weggespült werden. Diese lagern sich als Verkalkung in den Wärmetauschern an, wodurch die Wärmetauscher uneffektiver werden und zunehmend verkalken. Deren Austausch ist aufwändig und teuer. Erfindungsgemäße Systeme hingegen kombinieren das Fließen und die Temperatur der Flüssigkeiten in der Form, dass es entweder nicht zu Ausfällungen kommt, oder diese sich nicht anlagern können und aus der Flüssigkeit gefiltert werden. Anders als bei anderen bekannten Systemen wird bei den erfindungsgemäßen Systemen ggf. abtransportierte Wärmeenergie wieder genutzt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein System zur Vermeidung von Kalkablagerungen in Wassererwärmungsvorrichtungen, insbesondere von Wärmetauschern zur Erwärmung von Trinkwasser.
Stand der Technik
Wohngebäude werden immer häufiger mit dezentralen Wärmetauschern ausgestattet, welche die Wärmeenergie von warmem Heizungswasser auf kaltes Trinkwasser übertragen. Dadurch steht rasch warmes Trinkwasser an den Entnahmestellen zur Verfügung.
Wird eine Warmwasserentnahme beendet, so stoppt auch das Strömen des kalten Trinkwassers durch den Wärmetauscher. Zu diesem Zeitpunkt steht oder fließt aber noch warmes Heizungswasser durch den Wärmetauscher, welches das im Wärmetauscher stehende und noch nicht überall ganz warme Trinkwasser erwärmt. Innerhalb weniger Sekunden kann es dabei zu Ausfällungen kommen. Da das Trinkwasser zu diesem Zeitpunkt nicht fließt, kommt es im Laufe der Zeit zur Verkalkung des Wärmetauschers auf der Trinkwasserseite.
Um das zu verhindern gibt es bereits Wärmetauscherstationen, die mit einer zusätzlichen Pumpe ausgestattet sind. Diese zusätzliche Pumpe befördert – unmittelbar nach dem Ende der Entnahme warmen Trinkwassers – das im Wärmetauscher befindliche warme Heizungswasser in ein spezielles Auskühlungsbehältnis. Das warme Heizungswasser im Wärmetauscher wird dabei durch kaltes Heizungswasser ersetzt. Dieser Pumpvorgang geschieht vorzugsweise mit zur normalen Fließrichtung umgekehrter Fließrichtung. Dadurch gelangt weniger Wärmeenergie in den Wärmetauscher. Die in diesem, aus dem Wärmetauscher entfernten, Heizungswasser vorhandene Wärmeenergie geht im Auskühlungsbehältnis verloren.
Ferner sind beim Deutschen Patent- und Markenamt Wärmetauschersysteme zur Versorgung mit warmem Trinkwasser eingereicht worden ( AZ 10 2014 009 773.0 und AZ 10 2015 001 450.1 ), bei denen warmes Heizungswasser bei den Wärmetauschern in separaten Behältern mit dem Ziel bevorratet wird, schnell warmes Trinkwasser bereit stellen zu können, ohne dass das Heizungswasser – insbesondere außerhalb der Heizperiode – permanent zirkulieren braucht.
Darstellung der Erfindung
Es war Aufgabe der Erfindung, ein System zur Verhinderung der Verkaltung von Wärmetauschern zur Verfügung zu stellen, welches energiesparender arbeitet. Ferner wird dies entweder ohne eine zweite Pumpe bei der dezentralen Wärmetauscherstation erreicht, oder es wird bei einer Anordnung mit einer zweiten Pumpe noch schneller warmes Trinkwasser bereit gestellt. Außerdem sind die erfindungsgemäßen Systeme hygienisch besonders vorteilhaft, da es in den Wärmetauschern nicht zu die Verkeimung fördernden Temperaturzuständen kommt.
Diese Aufgaben werden durch System mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 3 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen finden sich in den jeweils abhängigen Ansprüchen.
Es wird hierbei ein System zur Verfügung gestellt, welches mit Hilfe von Wärmetauschern und warmem Heizungswasser an Warmwasserentnahmestellen besonders rasch, energiesparend, wartungsarm und hygienisch warmes Trinkwasser bereit stellt.
Ein erfindungsgemäßes System zur Reduzierung der Verkalkung von Wärmetauschern im Zusammenhang mit der Trinkwassererwärmung verhindert, dass im Wärmetauscher stehendes kaltes Trinkwasser erwärmt wird, ohne dabei die im Wärmetauscher und die im Wasser innerhalb des Wärmetauschers vorhandene Wärmeenergie dafür zu verlieren/zu opfern.
Dies wird durch ein erfindungsgemäßes System einerseits möglich, indem das warme Heizungswasser auf der Heizungswasserseite 20 des Wärmetauschers 16 sofort nach dem Ende der Entnahme warmen Trinkwassers mit Hilfe der vorhandenen Pumpe 4 – vorzugsweise mit umgekehrter Fließrichtung – in einen vorzugsweise thermisch isolierten Behälter 5 befördert wird. Ebenfalls bevorratetes kaltes Heizungswasser ersetzt dabei das warme Heizungswasser im Wärmetauscher 16. Der Behälter 5 kann für diesen Zweck ein Kaltwasserreservoir 6, ein Warmwasserreservoir 7 und eine Trennvorrichtung 26 zwischen diesen aufweisen. Solche Behälter 5 mit Warmwasserreservoir 7 und Kaltwasserreservoir 6 sind bereits aus den deutschen Patentanmeldungen AZ 10 2014 009 773.0 und AZ 102015001450.1 bekannt; in diesen haben sie allerdings den Zweck, nur für ggf. mögliche Entnahmen warmen Trinkwassers ein ansonsten permanentes Zirkulieren warmen Heizungswassers nicht notwendig zu machen. Durch geeignete Anordnung von Ventilen 9, 10, Rückflussverhinderern 8 und Pumpe 4 kann ein erfindungsgemäßes System genutzt werden, welches mit nur einer Pumpe 4 die Vorteile dieser Patentanmeldung – Reduzierung oder Verhinderung von Verkalkung, hygienische, energiesparende und rasche Bereitstellung warmen Trinkwassers – und der oben genannten Patentanmeldungen – Wärmeverlustreduzierung durch nicht notwendiges Zirkulieren des Heizungswassers außerhalb der Heizperiode – vereint. Ein Behälter 5 kann aber auch nur für den einen oder anderen Zweck eingesetzt werden. Oder es kommen mehr als ein Behälter 5 zum Einsatz.
Ein erfindungsgemäßes System mit einem Behälter 5 gem. 1 kann ein Verkalken des Wärmetauschers 16 verhindern/reduzieren und zum energiesparenden Unterbrechen der Heizungswasserzirkulation in Zeiträumen außerhalb der Heizperiode genutzt werden. Dabei arbeitet ein solches System in folgenden Schritten:

– im Ruhezustand vor einer Entnahme warmen Trinkwassers aus der Warmwasserentnahmestelle 12 wird warmes Heizungswasser im Warmwasserreservoir 7 des Behälters 5 bevorratet und mit Hilfe des Heizelementes 11 auf der notwendigen Temperatur gehalten, wobei die Pumpe 4 ruht, Heizungsvorlauf 1, Heizungsrücklauf 2 und der Wärmetauscher 16 kalt sind
– wird warmes Trinkwasser an der Warmwasserentnahmestelle 12 benötigt, so befördert die Pumpe 4 warmes Heizungswasser aus dem Warmwasserreservoir 7 des Behälters 5 in den Wärmetauscher 16, und zwar auf die Heizungswasserseite 20; bevor dem Behälter 5 eine Puffermenge an warmem Heizungswasser vollständig entnommen wurde befördert die Pumpe 4 zu diesem Zweck kaltes Heizungswasser aus der Heizungswasserseite 20 des Wärmetauschers 16 in das Kaltwasserreservoir 6 des Behälters 5, was – getrennt durch den sich bewegenden Kolben – das warme Heizungswasser im Warmwasserreservoir 7 verdrängt
– ist die Puffergrenze 24 erreicht, so wird kaltes Heizungswasser aus dem Heizungsvorlauf 1 in das Kaltwasserreservoir 6 des Behälters 5 gepumpt, wodurch der Wärmetauscher 16 weiterhin mit warmer Heizungswasser aus dem Warmwasserreservoir 7 versorgt wird; das kalte Heizungswasser hinter/aus dem Wärmetauscher 16 strömt dabei durch den Heizungsrücklauf 2 in Richtung zentraler Heizungswasserbevorratung 14
– kommt warmes Heizungswasser aus dem Heizungsvorlauf 1 bei der Thermoweiche 21 an, so wird dieses warme Heizungswasser selbst zum Wärmetauscher 16 geleitet; der Inhalt des Warmwasserreservoirs 7 ist so groß gewählt, dass bis zu diesem Zeitpunkt im Warmwasserreservoir 7 genügend warmes Heizungswasser bevorratet ist, damit der Wärmetauscher 16 durchgehend mit hinreichend warmem Heizungswasser versorgt werden kann
– wird die Entnahme warmen Trinkwassers beendet, so befördert die Pumpe 4 sofort das warme Heizungswasser aus dem Wärmetauscher 16 wieder in das Warmwasserreservoir 7; dies vorzugsweise rückwärts, damit dieses Heizungswasser nicht noch mehr Wärmeenergie im Wärmetauscher 16 abgeben kann; andererseits stammt das kalte Heizungswasser, welches jetzt in den Wärmetauscher 16 gepumpt wird, aus dem Kaltwasserreservoir 6 des Behälters 5, verdrängt durch das warme Heizungswasser welches in das Warmwasserreservoir 7 geleitet und gepumpt wird
– abschließend wird das Warmwasserreservoir 7 vollständig mit warmem Heizungswasser gefüllt, wodurch das kalte Heizungswasser aus dem Kaltwasserreservoir 6 in den Heizungsrücklauf 2 verdrängt wird

Wird ein erfindungsgemäßes System mit Behälter 5 nur zum Zweck der Verkalkungsverhinderung/Verkalkungsreduzierung eingesetzt, werden Heizungsvorlauf 1 und Heizungsrücklauf 2 also weiterhin bis vor die Wärmetauscherstation dauerhaft mit warmer Heizungswasser durchströmt, so ergeben sich etwas andere Arbeitsschritte bei passendem Aufbau, bzw. modifizierter Anordnung:

– vor einer Entnahme warmen Trinkwassers aus einer Warmwasserentnahmestelle zirkuliert warmes Heizungswasser durch Heizungsvorlauf und Heizungsrücklauf bis zur/vor die Wärmetauscherstation; der Wärmetauscher ist kalt; das Warmwasserreservoir ist vollständig gefüllt und entspricht vom Volumen her mindestens dem Wärmetauscherinhalt auf der Heizungswasserseite
– beginnt eine Entnahme warmen Trinkwassers, so wird zunächst das warme Heizungswasser aus dem Warmwasserreservoir in den Wärmetauscher und kaltes Heizungswasser aus dem Wärmetauscher in das Kaltwasserreservoir befördert
– ist das Warmwasserreservoir leer, so befördert die Pumpe nun warmes Heizungswasser aus dem Heizungsvorlauf in den Wärmetauscher und das kalte Heizungswasser aus diesem in den Heizungsrücklauf, wodurch wieder eine durchgehende Entnahme an warmer Trinkwasser gewährleistet ist
– nach dem Entnahmeende von warmem Trinkwasser wird das warme Heizungswasser wieder sofort aus dem Wärmetauscher in das Warmwasserreservoir gepumpt – auch hier wieder vorzugsweise rückwärts (s. o.) –, wobei das kalte Heizungswasser aus dem Kaltwasserreservoir verdrängt wird und seinerseits das warme Heizungswasser aus dem Wärmetauscher verdrängt
– ist der Wärmetauscher wieder mit kaltem Heizungswasser gefüllt, so ist die Ausgangslage wieder hergestellt; dabei muss das Warmwasserreservoir aber nicht vollständig gefüllt sein; hingegen muss das Volumen des Kaltwasserreservoirs hinreichend groß sein um den Wärmetauscher vollständig mit kaltem Heizungswasser füllen zu können

Ein erfindungsgemäßes System ohne Behälter 5 arbeitet so, dass nach einem Entnahmeende warmen Trinkwassers das Trinkwasser im Wärmetauscher 16 weiterhin erwärmt wird, aber während der Erwärmungsphase nicht zum Stillstand kommt, wodurch sich Ausfällungen, welche beim Erwärmen des Trinkwassers auftreten, nicht im Wärmetauscher anlagern können. Vielmehr werden diese weggespült/weggeschwemmt (siehe 2). Die Arbeitsschritte sind hierbei folgende:

– in der Ausgangslage ist das Trinkwasser im Wärmetauscher 16 warm und die Pumpe 4 auf der Trinkwasserseite ruht
– wenn die Entnahme warmen Trinkwassers an der Warmwasserentnahmestelle 12 beginnt, steht dort besonders schnell warmes Trinkwasser zur Verfügung; die Pumpe 4 auf der Trinkwasserseite ruht weiterhin; die Heizungswasserpumpe arbeitet aber ggf.
– nach dem Entnahmeende warmen Trinkwassers an der Warmwasserentnahmestelle 12 startet sofort die Pumpe 4 auf der Trinkwasserseite, wodurch das Trinkwasser im Wärmetauscher 16 nicht zum Stehen kommt; die Pumpe 4 arbeitet dann so lange weiter und das warme Heizungswasser erwärmt das durch die Pumpe 4 und den Wärmetauscher 16 zirkulierende Trinkwasser weiterhin, bis der Temperaturfühler 17 eine hinreichend hohe Temperatur dieses zirkulierenden Trinkwassers feststellt, bis also keine weiteren Ausfällungen mehr zu erwarten sind; so lange spült die Pumpe 4 entstehende Ausfällungen weg, was ein Verkalken des Wärmetauschers 16 verhindert; die Ausfällungen werden dabei im Filter 25 aufgefangen
– sobald die Pumpe 4 stoppt können – bei geeigneter Positionierung des Filters 25 – die aufgefangenen Ausfällungen vorzugsweise in die Leitung zwischen Wärmetauscher 16 und Warmwasserentnahmestelle 12 schweben; diese Stelle – beispielsweise ein T-Stück – sollte vorzugsweise aus einem Material sein, bei dem sich die Ausfällungen nicht oder schlecht festsetzen können; bei der nächsten Warmwasserentnahme werden sie von dort weggespült; sollte es an dieser Stelle im Laufe der Zeit aber doch zu Verkalkung kommen, so ist dieses Element einfach und kostengünstig austauschbar; oder man ordnet den Filter 25 so an, dass alle Ausfällungen in diesem verbleiben und der Filter 25 leicht zugänglich gereinigt werden kann

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deutschen Patentanmeldungen AZ 10 2014 009 773.0

AZ 10 2015 001 450.1

Da bei einem erfindungsgemäßen System entweder kaltes oder warmes Trinkwasser im Wärmetauscher ist, ist ein solches System besonders hygienisch. Zeiträume mit sich langsam abkühlenden oder sich langsam erwärmenden Trinkwassermengen gibt es nicht. Entsprechend wird durch geeignete Temperaturen des Trinkwassers eine Vermehrung von Keimen, beispielsweise Legionellen, unterdrückt.
In einem erfindungsgemäßen System wird keine Wassermenge zum Auskühlen gebracht oder ein Auskühlen hingenommen, weshalb ein erfindungsgemäßes System auch energiesparender ist als andere Systeme zur Verhinderung von Verkalkungen der Wärmetauscher.
In den o. g. deutschen Patentanmeldungen sind auch Systeme mit in Reihe angeordneten Behälter gezeigt. Auch bei solchen Systemen kann ein erfindungsgemäßes System zur Verkalkungsverhinderung, welches mit geeigneten Behältern 5 arbeitet, unter Nutzung dieser Behälter 5 angeordnet werden.
Ein erfindungsgemäßes System ist nicht auf den Trinkwasserbereich beschränkt, sondern überall dort vorteilhaft einsetzbar, wo es in Folge von Wassererwärmung in einem Wärmetauscher zu Ausfällungen und somit zu Verkalkungen kommen kann.
Ferner ist ein erfindungsgemäßes System nicht auf Wärmetauscher beschränkt, sondern kann überall dort zur Anwendung kommen, wo Wasser durch Erwärmung zu Ausfällungen neigen kann und es somit zu Verkalkungen von Systemkomponenten kommen kann. Dies gilt insbesondere für Wassererwärmungsvorrichtungen.
Die erfindungsgemäßen Systeme sind in den Figuren zur besseren Übersichtlichkeit auf eine Wärmetauscherstation beschränkt. Tatsächlich sind die erfindungsgemäßen Systeme aber auf/bei nahezu beliebig komplexen Systemen mit zahlreichen Wärmetauschern 16 und/oder zahlreichen Behältern 5 anwendbar; dabei können die Behälter 5 auch in Reihe oder gar als/mit Verzweigungen angeordnet sein. Dies ist in den o. g. Patentanmeldungen bereits ausführlich erläutert. Die zusätzliche Aufgabe gem. dieser Anmeldung können sie meist ohne Veränderung ihrer Größe gerecht werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Systems ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von der Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
In den Zeichnungen zeigen 1 und 2 schematische Darstellungen von jeweils unterschiedlichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems.
Ausführung der Erfindung
In 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. In dieser 1 wird im Warmwasserreservoir 7 des Behälters 5 ein Vorrat an warmer Hilfsflüssigkeit, also beispielsweise warmem Heizungswasser, bevorratet. Das Warmwasserreservoir 7 des Behälters 5 wird mit Hilfe des Heizelementes 11 auf dem notwendigen Temperaturniveau gehalten. Das Ziel einer Anordnung gem. dieser 1, oder vergleichbarer Anordnungen, ist es, ein Verkalken des Wärmetauschers 16 auf der Trinkwasserseite 19 zu verhindern oder zu reduzieren. Ein Verkalken des Wärmetauschers 16 auf der Trinkwasserseite 19 wird immer dann begünstigt, wenn kaltes Wasser erwärmt wird und kein Strömen dieses Wassers das durch das Erwärmen ausfallende Material abtransportiert. Eine Anordnung gem. dieser 1 benötigt nur eine Pumpe 4. Durch die Anordnung der Elektroventile und Verbindungsleitungen ist diese in der Lage auch mit ihrer einen Förderrichtung den Wärmetauscher 16 auf der Heizungswasserseite 20, spontan wechselnd, in beide Richtungen durchströmen zu lassen, wodurch ein Erwärmen und somit Verkalken auf der Trinkwasserseite 19 des Wärmetauschers 16 verhindert oder stark reduziert werden kann. Zudem ist die bis zu diesem Strömungsrichtungswechsel im Wärmetauscher 16 enthaltene Wärmeenergie nicht verloren, sondern wird in den Behälter 5 befördert und dort gut isoliert bevorratet. Dieser erfindungsgemäße Vorgang ist auch nicht auf erfindungsgemäße Systeme beschränkt, bei denen der Heizungszulauf 1 im Ruhezustand mit kaltem Heizungswasser gefüllt ist, sondern ist auch auf solche herkömmlichen Systeme anwendbar, bei denen warmes Heizungswasser durch den Heizungszulauf 1 und den Heizungsrücklauf 2 bis vor/zur Wärmetauscherstation bzw. dem Wärmetauscher 16 zirkuliert und somit dem Wärmetauscher 16 jederzeit ggf. benötigte Wärmeenergie bereit stellt. In der Ausgangslage ist das Warmwasserreservoir 7 des Behälters 5 vollständig mit warmer Heizungswasser, Heizungsvorlauf 1 und Heizungsrücklauf 2 hingegen mit kaltem Heizungswasser gefüllt. Der Wärmetauscher 16 ist ebenfalls kalt. Die Pumpe 4 ruht. Die Ventile 10a und 10b sind geöffnet, die Ventile 9a, 9b und 9c sind geschlossen. Der Behälter 5 bevorratet über das Inhaltsvolumen des Heizungsvorlaufs 1 hinaus eine zusätzliche Heizungswassermenge, durch deren Volumen der maximale mögliche Pufferpegel bestimmt ist. Diese Puffermenge soll wenigstens so groß sein, wie das maximale Heizungswasservolumen auf der Heizungswasserseite 20 des Wärmetauschers 16. Sobald der Bedarfssensor 18 eine Entnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12 feststellt startet die Pumpe 4. Sie befördert kaltes Heizungswasser aus dem Wärmetauscher 16, durch die Thermoweiche 21 geleitet, in das Kaltwasserreservoir 6, der Kolben 26 bewegt sich nach rechts und warmes Heizungswasser strömt aus dem Warmwasserreservoir 7 in die Heizungswasserseite 20 des Wärmetauschers 16. Es steht somit schnell warmes Trinkwasser an der Warmwasserentnahmestelle 12 zur Verfügung. Sobald der Kolben 26 beim Füllstandsensor 23 den Pufferpegel 24 erreicht wird das Ventil 10a geschlossen und das Ventil 9a geöffnet. Somit befördert die Pumpe 4 nun Heizungswasser aus dem Heizungswasservorlauf 1 in den Behälter 5. Wenn, bzw. so lange es sich um kaltes Heizungswasser handelt wird es von der Thermoweiche 21 in das Kaltwasserreservoir 6 geleitet. Wenn warmes Heizungswasser aus der Zentralheizung 14 durch den Heizungsvorlauf 1 nachströmend bei der Thermoweiche 21 ankommt wird dieses in das noch nicht vollständig entleerte Warmwasserreservoir 7 und weiter in den Wärmetauscher 16 geleitet. Es steht somit auch durchgehend warmes Heizungswasser für den Wärmetauscher 16 zur Verfügung, wodurch auch das Trinkwasser durchgehend und gleichmäßig erwärmt wird.
Wenn die Warmwasserentnahme beendet ist, was der Bedarfssensor 18 feststellt, kommt das Wasser auf der Trinkwasserseite 19 des Wärmetauschers 16 zum Stehen. Dort würde es durch das noch strömende warme Heizungswasser erwärmt und innerhalb kürzester Zeit Kalk ausfallen, welcher mangels Strömung im Wärmetauscher 16 verbleibt. Der Wärmetauscher 16 würde dadurch im Laufe der Zeit auf der Trinkwasserseite 19 verkalken, ineffektiver werden und ausgetauscht werden müssen. Damit dies aber nicht geschieht, werden bei Beendigung der Warmwasserentnahme die Ventile 9a und 10b geschlossen und die Ventile 9b und 9c geöffnet. Das Ventil 10a bleibt verschlossen. Die weiterhin arbeitende Pumpe 4 befördert nun sofort das warme Heizungswasser aus der Heizungswasserseite 20 des Wärmetauschers 16, durch die Thermoweiche 21 geleitet, in das Warmwasserreservoir 7 und füllt mit kaltem Heizungswasser aus dem Kaltwasserreservoir 6 die Heizungswasserseite 20 des Wärmetauschers 16, mit umgekehrter Strömungsrichtung. Dabei wandert der Kolben 26 wieder nach links. Da die Puffermenge größer ist als das Inhaltsvolumen des Wärmetauschers 16 auf der Heizungswasserseite 20, steht im Kaltwasserreservoir 6 auf jeden Fall hinreichend viel kaltes Heizungswasser zur Verfügung um das warme Heizungswasser aus der Heizungswasserseite 20 des Wärmetauschers 16 rasch zu entfernen. Neben der Verhinderung von Verkalkung des Wärmetauschers 16 sorgt diese Arbeitsweise im Wärmetauscher 16 für ein sehr warmes oder sehr kaltes Temperaturniveau. Dadurch wird auch einer Keimbildung, insbesondere eine Legionellenbildung, entgegen gewirkt. Der Temperaturfühler 17a versetzt die Steuerungseinheit 22 in die Lage die Pumpe 4 so zu regeln, dass die Temperatur des warmen Trinkwassers die gewünschte Temperatur hat, auch bei unterschiedlich starken Entnahmeströmen. Der Temperaturfühler 17b hingegen versetzt die Steuerungseinheit 22 in die Lage zu erkennen, wann das warme Heizungswasser vollständig rückwärts aus dem Wärmetauscher 16 in Richtung Warmwasserreservoir 7 geflossen ist. Auch bevor die Puffermenge aufgebraucht ist kann der o. g. Vorgang der Entfernung warmen Heizungswassers aus dem Wärmetauscher 16 durchgeführt werden. Die Menge warmen Heizungswassers im Warmwasserreservoir 7 wird dadurch wieder erhöht. Solche Behälter 5 können auch in Reihe angeordnet werden. Ein nachgeordneter Behälter 5 bezieht dabei aus einem davor angeordneten Behälter 5 das warme Heizungswasser direkt aus dem Warmwasserreservoir 7. Ferner ist eine solche, eine Verkalkung verhindernde Anordnung und Arbeitsweise, auf andere erfindungsgemäße Systeme mit Behälter 5 und Wärmetauscher 16 angepasst übertragen anwendbar.
In 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems gezeigt. Auch in einem solchem System wird die Verkalkung des Wärmetauschers 16 verhindert. Anders als in Systemen gem. oder ähnlich 1 ist bei einem System gem. dieser 2 aber kein Behälter 5 notwendig. Aus diesem Grund ist ein solches System für alle Wärmetauscheranlagen vorteilhaft einsetzbar, bei denen Wasser nicht andauernd, sondern mit Unterbrechungen erwärmt wird. Sobald die Warmwasserentnahme an der Warmwasserentnahmestelle 12 beendet wird, startet sofort die Pumpe 4a, welche das Trinkwasser aus der Trinkwasserseite 19 des Wärmetauschers 16 durch den Filter 25 wieder in die Trinkwasserseite 19 des Wärmetauschers 16 befördert. Durch dieses sofortige Starten der Pumpe 4a kommt das Trinkwasser nach dem Entnahmeende im Wärmetauscher 16 zunächst nicht zum Stehen. Die durch die Erwärmung des Trinkwassers ausfallende Kalkbestandteile werden so, wie bei einer normalen Entnahme, durch das Fließen des Trinkwassers unmittelbar abtransportiert. Der Filter 25 filtert diese festen Bestandteile aus dem Wasser. Die Pumpe 4a befördert das Trinkwasser so lange in einem Kreislauf bis entweder eine erneute Warmwasserentnahme stattfindet, oder bis der Temperaturfühler 17 für so lange eine so hohe Trinkwassertemperatur detektiert, dass von keinem weiteren Ausfallen von Kalkbestandteilen auszugehen ist. Weiterhin durch den Wärmetauscher 16 strömendes warmes Heizungswasser sorgt für eine dauerhaft hinreichende Trinkwassertemperatur im Wärmetauscher 16. Bei Anlagen ohne dauerhaften Heizungswasserkreislauf kann ein zusätzliches Heizelement für die Aufrechterhaltung der notwendigen Trinkwassertemperatur sorgen. Da das Trinkwasser im Wärmetauscher 16 immer warm ist, steht an der Entnahmestelle 12 jederzeit besonders schnell warmes Trinkwasser zur Verfügung. Bei einer Anordnung des Filters 25 senkrecht über der Zuleitung zur Warmwasserentnahmestelle 12 – wie in dieser 2 – können, nachdem die Pumpe 4a zum Stillstand gekommen ist, die vom Filter 25 aufgefangenen Bestandteile nach unten in die Zuleitung zur Warmwasserentnahmestelle 12 sinken. Von dort werden sie bei der nächsten Warmwasserentnahme zur Warmwasserentnahmestelle 12 weggespült. An dieser Stelle der Zuleitung sollte vorzugsweise Material zum Einsatz kommen, welches nicht anfällig ist für eine Verkalkung. Aber selbst bei einer Verkalkung dieser Leitungsstelle ist ein solches Stück leichter und kostengünstiger austauschbar als ein ganzer Wärmetauscher; vorzugsweise sollte ein möglicher späterer Austausch beim Aufbau eines solchen erfindungsgemäßen Systems berücksichtigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Filter 25 aber auch an anderer Stelle so angeordnet werden, dass durch regelmäßige Säuberung des Filters 25 die gefilterten Bestandteile entfernt werden, ohne dass es irgendwo zu Verkalkungen kommt.
Bezugszeichenliste

1: Heizungsvorlauf
2: Heizungsrücklauf
3: Kaltwasserleitung
4a, 4b: Pumpe
5: Behälter mit Kaltwasserreservoir und Warmwasserreservoir
6: Kaltwasserreservoir
7: Warmwasserreservoir
8: Rückflussverhinderer/Rückschlagventil
9a, 9b, 9c: elektrisches Ventil, normal geschlossen
10a, 10b: elektrisches Ventil, normal offen
11: Heizelement
12: Warmwasserentnahmestelle
13: thermische Isolierung
14: zentrale Warmwasserbevorratung/Zentralheizung
15: elektrisches Verbindungskabel
16: Wärmetauscher
17: Temperaturfühler, Temperatursensor
18: Bedarfssensor
19: Trinkwasserseite des Wärmetauschers 16
20: Heizungswasserseite des Wärmetauschers 16
21: thermostatische Weiche
22: Steuerungseinheit, elektrische Steuerungseinheit
23: Füllstandsensor
24: Puffergrenze
25: Filter
26: Trennvorrichtung, z. B. Kolben, Membran, o. ä.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014009773 [0005, 0010, 0013]
DE 102015001450 [0005, 0010, 0013]

Claims

System zur Erwärmung von Wasser mit Hilfe einer Wassererwärmungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass es durch geeignetes Strömen kombiniert mit geeigneter Wärmeübertragung zu weniger Verkalkung der Wassererwärmungsvorrichtung kommt, ohne dass durch diesen Vorgang wesentliche Wärmeenergieverluste generiert werden.
System zur Erwärmung von Wasser mit Hilfe einer Wassererwärmungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser, bei dem Erwärmung zu Ausfällungen führen kann, innerhalb der Wassererwärmungsvorrichtung während der Erwärmung so lange und so stark – auch während keine Wasserentnahme stattfindet – am Strömen gehalten wird, dass die meisten Ausfällungen nicht in der Wassererwärmungsvorrichtung verbleiben.
System zur Erwärmung von Wasser mit Hilfe einer Wassererwärmungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme aus den Wärme liefernden Komponenten der Wassererwärmungsvorrichtung so rasch abgeführt wird, dass es bei dem zu erwärmenden Wasser innerhalb der Wassererwärmungsvorrichtung zu weniger – vorzugsweise keinen – Ausfällungen kommt, wobei die abgeführte Wärmeenergie gespeichert wird, um später genutzt zu werden.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (25) Ausfällungen aus dem Wasser herausfiltert.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Trinkwasser durch Wärmeenergie aus warmem Heizungswasser erwärmt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Pumpe 4 Flüssigkeiten ins Strömen versetzt.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Flüssigkeit gefilterten Ausfällungen aus der Leitung gespült werden, vorzugsweise bei einer folgenden Flüssigkeitsentnahme.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (25) manuell gereinigt werden kann.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Wärmetauscher (16) Wärmeenergie von einer Flüssigkeit auf eine andere Flüssigkeit übertragen wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Wassererwärmungsvorrichtung abzuführende Wärmeenergie in einen Behälter (5) befördert wird, welcher auch dem Zwecke dient, dass nicht andauernd warmes Heizungswasser zirkulieren muss um trotzdem jederzeit warmes Trinkwasser bereit stellen zu können.