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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leitungsspülvorrichtung und ein mindestens eine Leitungsspülvorrichtung aufweisendes Leitungsspülsystem. Sie dient insbensondere der Vermeidung der Legionellen-Verkeimung in der Warmwasserversorgung von Haushalten.
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Legionellen kommen im Wasser natürlicherweise vor, jedoch in der Regel nur in so geringen Konzentrationen, dass eine Gesundheitsgefährdung ausgeschlossen ist. Im erwärmten Wasser – bei Temperaturen zwischen 25°C und 50°C – haben Legionellen allerdings optimale Bedingungen zur Vermehrung. Die Vermehrung von Legionellen wird somit in Warmwasserbehältern und -leitungen besonders begünstigt. Mit Legionellen verseuchtes Wasser kann insbesondere dann zu Infektionen führen, wenn es versprüht wird. Einer der Hauptübertragungswege ist daher das Aerosol, das sich beim Duschen oder am Strahlregler des Wasserhahns bildet.
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Ab einer Wassertemperatur von 60°C werden Legionellen abgetötet. Üblich ist daher, Warmwasser des Speicherbehälters in Hausanlagen mindestens einmal täglich auf 60°C aufzuheizen.
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Besonders gefährlich in Hinblick auf die Legionellenvermehrung ist Stagnationswasser. Unter Stagnationswasser wird Wasser verstanden, welches über einen längeren Zeitraum (z. B. 24 Stunden) hinweg nicht bewegt wird. Derartiges Stagnationswasser passt sich schnell der Umgebungstemperatur an, so dass hier oft die in Hinblick auf Legionellenvermehrung gefährlichen Temperaturbereiche vorherrschen.
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Um Stagnationswasser zu vermeiden, wird bei aus dem Stand der Technik bekannten Trinkwasseranlagen teilweise Wasser von Verbrauchern (z. B. Wasserhähnen), welche in die Trinkwasserinstallationsanlagen integriert sind, in das Abwasser geleitet, falls es nicht zu einer bestimmten Umwälzrate des Trinkwassers innerhalb der Anlage durch gewöhnliche Betätigung der Verbraucher kommt. Eine derartige Vorgehensweise führt allerdings zu einer beträchtlichen Verschwendung von Trinkwasser.
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Es sind jedoch auch Verfahren bekannt, Stagnationswasser in einer Trinkwasserleitungsanlage weitgehend zu vermeiden, ohne dass Trinkwasser aus dem System entnommen werden muss. Hierzu kann Wasser auf geeignete Weise innerhalb der Hausanlage zirkuliert werden. Eine entsprechende Anlage gemäß dem Stand der Technik ist in 2 skizziert. Dargestellt ist ein Hausleitungssystem mit Warmwasserleitungen WW, Kaltwasserleitungen KW und Zirkulationsleitungen Z. Über das System der Zirkulationsleitungen Z wird Wasser aus den Warmwasserleitungen WW mittels einer Pumpe 2 periodisch in den Warmwasserspeicher 1 zurückgefördert, welcher auf an sich bekannte Weise über den Zulauf 4 mit Kaltwasser vom Hausanschluss 5 aus befüllt wird. Insbesondere im Bereich der Warmwasser-Verbraucheranschlüsse 3 wird Stagnationswasser so weitgehend vermieden.
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Wie in
2 dargestellt, werden Steigleitungen in der Wasserinstallation von Gebäuden jedoch in der Regel mit einem sogenannten Belüfter
7 gegen Rücksaugen von Nichttrinkwasser bei Druckabfall im Versorgungsbereich gesichert. Hierzu wird üblicherweise von der obersten Wasserversorgungsleitung eine senkrechte Steigleitung
6 abgezweigt oder wird ein vorhandener Steigstrang
8 über die letzte Stockwerksabzweigung hinaus verlängert, und am oberen Ende der Belüfter
7 angeschlossen. Der Belüfter
7 weist ein den Austritt von Wasser aus der Steigleitung
6 bzw. dem Leitungsstrang
8 sperrendes und bei Druckabfall im Leitungsstrang den Zutritt von Luft ermöglichendes Lüftungsventil auf. Derartige Rohrbelüfter
7 für eine Endstrangbelüftung sind beispielsweise aus der Patentschrift
DE 1 144 209 und dem Gebrauchsmuster
DE 94 05 108 bekannt.
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Aufgrund der Funktion des Belüfters 7 findet über einen langen Zeitraum hinweg kein Austausch des in der Steigleitung 6 zum Belüfter befindlichen Wassers statt, so dass hier Stagnationswasser vorliegt. Dies kann nach aktuellen Untersuchungen zu einer Verkeimung des Wassers führen und eine Belastung bzw. Gefährdung für den Nutzer der Anlage darstellen.
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Die europäische Offenlegungsschrift
EP 2 918 738 A1 offenbart als Abhilfe eine Einrichtung zum Vermindern der Stagnation von Wasser in der Steigleitung, wobei die Einrichtung zum Vermindern der Stagnation eine das Lüftungsventil umgehende Ablassleitung umfasst, die von einem Ablassventil abgesperrt ist. Das Ablassventil ist manuell und/oder durch eine Steuereinrichtung betätigbar. Bei manueller Betätigung besteht die Gefahr, dass das Ablassen vergessen oder aus anderen Gründen nicht in ausreichendem Maße vorgenommen wird. Bei Einsatz einer automatischen Steuereinrichtung besteht die Schwierigkeit, einerseits Stagnationswasser durch ausreichende Spülung sicher zu vermeiden, andererseits einen übermäßigen Verbrauch des ungenutzt abgelassenen Wassers zu vermeiden.
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Hugo Feurich: Sanitartechnik, Band 1, B. erweiterte Auflage, Düsseldorf Krammer Verlag, 1999. – ISBN 3-88382-072-5, S. 6–33, 6–34 beschreibt eine herkömmliche Hausinstallation zur Wasserversorgung für welche die o. a. Problematik besteht, dass das Wasser in der unterhalb eines Belüftungsventils angeordneten Steigleitung selten ausgetauscht wird, was zur Verkeimung des Wassers führen kann. Aus
EP 1 820 910 A2 ist bekannt, eine Verbindung zwischen Warmwasser- und Kaltwasserleitung über ein Ventil herzustellen, das bei erhöhtem Differenzdruck zwischen Kalt- und Warmwasserseite öffnet, um einen Spülvorgang einzuleiten. Hierbei kommt eine Federmechanik zum Einsatz, so dass der Differenzdruck, bei dem das Ventil öffnet, derselbe ist, wie der Differenzdruck, bei dem das Ventil schließt.
DE 94 05 108 U1 beschreibt einen herkömmlichen Rohrbelüfter in besonders kompakter und funktionssicherer Bauform.
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Vor obigem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, Stagnationswasser in einer mit einem Rohrbelüfter ausgestatteten Steigleitung zu vermindern oder zu vermeiden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst von einer Leitungsspülvorrichtung die folgendes aufweist: einen ersten Verteiler mit einem Kaltwasseranschluss zum Anschluss an eine Kaltwasserleitung, einem ersten Belüftungsanschluss zum Belüften der Kaltwasserleitung und einem ersten Spülanschluss, einen zweiten Verteiler mit einem Warmwasseranschluss zum Anschluss an eine Warmwasserleitung, einem zweiten Belüftungsanschluss zum Belüften der Warmwasserleitung und einem zweiten Spülanschluss, eine Verbindungsleitung zwischen dem ersten Spülanschluss und dem zweiten Spülanschluss, ein Ventil zum Öffnen und Sperren der Verbindungsleitung, einen Sensor zum Messen des Leitungsdrucks der Warmwasserleitung, und eine Ventilsteuerung zum Öffnen der Verbindungsleitung mittels des Ventils, wenn der Leitungsdruck der Warmwasserleitung eine untere Druckschwelle unterschreitet, und zum Sperren der Verbindungsleitung mittels des Ventils, wenn der Leitungsdruck der Warmwasserleitung eine von der unteren Druckschwelle verschiedene obere Druckschwelle überschreitet.
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Die untere Druckschwelle beträgt vorzugsweise 0,3 bar oder mehr, besonders bevorzugt ca. 0,5 bar um unbeabsichtigtes Öffnen des Ventils aufgrund fließdynamischer Effekte bei verbraucherseitiger Wasserentnahme zu vermeiden. Die obere Druckschwelle beträgt vorzugsweise 1 bar oder weniger, besonders bevorzugt ca. 0,8 bar. Ein Abstand zwischen oberer und unterer Druckschwelle zwischen 0,2 und 0,5 bar, vorzugsweise ca. 0,3 bar hat sich als bevorzugte Größenordnung erwiesen.
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Zum Betrieb der Leitungsspülvorrichtung wird warmwasserseitig der Druck unter die untere Druckschwelle am Ort des Drucksensors gesenkt, beispielsweise einmal alle 12, 24 oder 48 Stunden. Dies kann in einer Hausanlage zentral durch kurzes Öffnen eines Ablassventils im Warmwasserleitungssystem erfolgen. Bei üblichen Kaltwasserleitungsdrücken und Verwendung üblicher Halbzollrohrquerschnitte kann es genügen, wenn das Ventil der Leitungsspülvorrichtung weniger als eine Minute lang geöffnet ist. Bei zwei Meter Steigrohrlänge unterhalb der Leitungsspülvorrichtung genügt ein Spülvolumen von etwa 5 bis 6 Litern, wofür 10 Sekunden Spülzeit bereits ausreichen können.
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Die Belüftungsanschlüsse können jeweils mit einem herkömmlichen Rohrbelüfter verbunden sein, oder aber ein den Austritt von Wasser aus der Warm- bzw. Kaltwasserleitung sperrendes und bei Druckabfall im Leitungsstrang den Zutritt von Luft ermöglichendes Lüftungsventil kann direkt in den jeweiligen Belüftungsanschluss integriert sein.
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Bei geeigneter Wahl der unteren Druckschwelle kann der zweite Belüftungsanschluss auch entfallen, weil das Rücksaugen von Nichttrinkwasser (von einem Verbraucheranschluss her) bei Druckabfall in der Warmwasserleitung bereits dadurch unterbunden wird, dass das Ventil der Leitungsspülvorrichtung in diesem Fall von der Ventilsteuerung geöffnet wird, und Kaltwasser nachfließt.
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Bei den Verteilern kann es sich um einfache T oder Y-Verbindungen handeln, beim zweiten Verteiler jedoch besonders vorteilhaft auch um einen Verteiler mit vier Anschlüssen, wobei in den vierten Anschluss der Drucksensor (bzw. ein Blindstopfen mit Drucksensor) eingeschraubt werden kann.
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Als Ventile kommen per se aus dem Stand der Technik bekannte Ventiltypen, beispielsweise Magnetventile in betracht.
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Vorzugsweise weist die Leitungsspülvorrichtung einen Wasserzähler zum Erfassen eines durch die Verbindungsleitung geflossenen Wasservolumens auf. Ein solcher Wasserzähler dient insbesondere der Überwachung der Spülfunktion.
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Vorzugsweise kann in der Verbindungsleitung auch ein Rückflussverhinderer eingebaut sein, welcher den Rückfluss von Warmwasser in die Kaltwasserleitung verhindert.
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Die erfindungsgemäße Leitungsspülvorrichtung lässt sich grundsätzlich mittels frei erhältlicher Standardbauteile umsetzen. Die Bestandteile der Leitungsspülvorrichtung können jedoch auch vorteilhaft in eine kompakte Einheit oder in Untereinheiten integriert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die zugrundeliegende Aufgabe gelöst von einer Leitungsspülsystem, welches mindestens eine Leitungsspülvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 und eine Leitungsdrucksenkungsvorrichtung zum temporären Absenken des Leitungsdrucks in der Warmwasserleitung unter die untere Druckschwelle am Ort des Drucksensors aufweist.
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Vorzugsweise weist die Leitungsdrucksenkungsvorrichtung ein Dreiwegeventil auf, welches einen mit der Warmwasserleitung in hydraulischer Verbindung stehenden Leitungsanschluss, einen mit einem Warmwasserspeicher in hydraulischer Verbindung stehenden Speicheranschluss und einen mit einem Abfluss in hydraulischer Verbindung stehenden Ablassanschluss besitzt, wobei das Dreiwegeventil schaltbar ist zwischen einer ersten Ventilstellung, in der das Dreiwegeventil durchgängig ist vom Speicheranschluss zum Leitungsanschluss, und einer zweiten Ventilstellung, in der das Dreiwegeventil durchgängig ist vom Leitungsanschluss zum Ablassanschluss.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist das Leitungsspülsystem ferner einen Flussbegrenzer zwischen Ablassanschluss und Abfluss auf, wobei der Flussbegrenzer ein Begrenzerventil und einen Durchflusssensor aufweist, und wobei eine Steuerung vorgesehen ist, welche das Begrenzerventil öffnet, bevor das Dreiwegeventil in die zweite Ventilstellung geschaltet wird, und das Begrenzerventil schließt, wenn der vom Durchflussmesser gemessene Durchfluss einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass insbesondere im Falle einer Systemstörung zu große Wassermengen abgelassen werden. Vorzugsweise öffnet das Begrenzerventil etwa 30 Sekunden bis 3 Minuten vor Schaltung des Dreiwegeventils in die zweite Ventilstellung.
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Vorzugsweise ist eine Steuerung vorgesehen, welche die Leitungsdrucksenkungsvorrichtung in vorgegebenen Zeitabständen, beispielsweise alle 12, 24 oder 48 Stunden zum temporären Absenken des Leitungsdrucks, beispielsweise für einen Zeitraum von 10 Sekunden bis 5 Minuten, vorzugsweise 30 Sekunden bis 2 Minuten veranlasst.
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Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind aus Gründen der Anschaulichkeit vereinfacht und auf die Darstellung des wesentlichen beschränkt. In tatsächlichen technischen Umsetzungen von Hausanlagen sind in der Regel insbesondere eine größere Zahl an Verbraucheranschlüssen mit entsprechenden Zuleitungen vorgesehen.
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Es wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Grundsätzlich kann jede im Rahmen der vorliegenden Anmeldung beschriebene bzw. angedeutete Variante der Erfindung besonders vorteilhaft sein, je nach wirtschaftlichen, technischen und ggf. durch behördliche Vorschriften vorgegebene Bedingungen im Einzelfall. Soweit nichts gegenteiliges dargelegt ist, bzw. soweit grundsätzlich technisch realisierbar, sind einzelne Merkmale in dieser Anmeldung beschriebener Ausführungsformen austauschbar oder miteinander sowie mit per se aus dem Stand der Technik bekannten Merkmalen kombinierbar.
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1 zeigt schematisch das Fließbild einer Hauswasseranlage, in der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leitungsspülsystems umgesetzt ist. Das Leitungsspülsystem umfasst drei erfindungsgemäße Leitungsspülvorrichtungen.
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2 zeigt, ähnlich 1, schematisch das Fließbild einer Hauswasseranlage gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik.
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Einander entsprechende Elemente sind in den Zeichnungsfiguren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Das in 1 dargestellte Leitungsspülsystem umfasst drei Leitungsspülvorrichtungen 10. Kaltwasserseitig ist die Leitungsspülvorrichtung 10 mit einem ersten Verteiler 11, beispielsweise einem einfachen T Stück, an dem geodätisch oberhalb des höchstgelegenen Kaltwasser-Verbraucheranschluss 9 sitzenden Steigrohr 6 angeschlossen. Ebenfalls verbunden ist der erste Verteiler 11 mit einem kaltwasserseitigen Rohrbelüfter 7.
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Über eine Verbindungsleitung 13 mit Wasserzähler 14 und Magnetventil 15 ist der erste Verteiler 11 mit dem warmwasserseitigen zweiten Verteiler 12 verbunden. Der zweite Verteiler 12 ist an dem geodätisch oberhalb des höchstgelegenen Warmwasser-Verbraucheranschluss 3 sitzenden Steigrohr 6 angeschlossen. Ebenfalls verbunden ist der zweite Verteiler 12 mit einem warmwasserseitigen Rohrbelüfter 7.
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In den zweiten Verteiler 12 ist ein Drucksensor integriert, der den warmwasserseitigen Leitungsdruck misst. Fällt der Leitungsdruck unter die untere Druckschwelle von 0,5 bar, so veranlasst die Steuereinheit 16 die Öffnung des Ventils 15 und Kaltwasser kann vom ersten Verteiler 11 zum zweiten Verteiler 12 strömen.
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Um den Spülvorgang auszulösen, wird der Druck im gesamten Warmwasserleitungssystem WW kurzzeitig, beispielsweise einmal täglich für 30 Sekunden oder 1 Minute, abgesenkt. Hierzu schaltet die zentrale Steuerung 17 das Dreiwegeventil 18 am Warmwasserausgang 19 des Warmwasserspeichers 1 von einer ersten Stellung, in welcher Wasser vom Warmwasserausgang 19 ins Warmwasserleitungsystem WW fließen kann, und der Ablauf 20 gesperrt ist, in eine zweite Stellung, in welcher Wasser vom Warmwasserleitungsystem WW zum Ablauf 20 fließen kann, und der Zulauf vom Warmwasserausgang 19 gesperrt ist.
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Während der Druckabsenkung im Warmwasserleitungsystem WW strömt Wasser aus dem Kaltwasserleitungsystem KW durch die Verbindungsleitungen 13 der Leitungsspülvorrichtungen 10 ins Warmwasserleitungsystem WW und spült so die Steigrohre 6. Größtenteils läuft das spülende Wasser durch die Zirkulationsleitungen Z zurück zum Warmwasserspeicher 1, teilweise auch durch Warmwasserleitungen WW über das Dreiwegeventil 18 in den Abfluss 21. Um das Abfließen in den Abfluss 21 zu begrenzen, ist ein Flussbegrenzer 22 vorgesehen. Mittels eines Durchflussmessers 23 wird die durch den Ablauf 20 fließende Wassermenge von der Steuerung 17 erfasst, welche das Ventil des Flussbegrenzer 22 ansteuert und drosseln bzw. sperren kann.
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Die Steuerung 17 öffnet das Begrenzerventil 22, bevor das Dreiwegeventil 18 in die Ventilstellung zur Druckabsenkung im Warmwasserleitungssystem WW geschaltet wird, und drosselt oder schließt das Begrenzerventil 22, wenn der vom Durchflussmesser 23 gemessene Durchfluss einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Auf diese Weise kann auch verhindert werden, dass im Falle einer Systemstörung zu große Wassermengen abgelassen werden.
