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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion von Wasserschäden in Versorgungseinheiten wie zum Beispiel (Wohn-)Gebäuden. Weiter werden entsprechend eingerichtete Vorrichtungen vorgeschlagen.
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In Gebäuden ist regelmäßig eine Vielzahl von Wasserleitungen verlegt, die von einer Wasserquelle, wie zum Beispiel einem öffentlichen Wasserversorgungsnetz, zu unterschiedlichen Verbrauchern, wie zum Beispiel Sanitärarmaturen, Spülmaschinen und/oder Waschmaschinen, führen. An diesen Wasserleitungen können Leckagen beispielsweise in Form von Rohrbrüchen oder Rissen entstehen, durch die Wasser austreten kann. Das austretende Wasser kann an den Austrittsstellen zu großen Schäden an dem Gebäude, einem Mauerwerk und/oder an Einrichtungen des Gebäudes führen. Die Menge des aus den Leckagen austretenden Wassers und somit die Größe des Wasserschadens ist abhängig von einer maximalen Durchflussmenge des Wassers durch die Wasserleitungen. Die maximale Durchflussmenge des Wassers durch die Wasserleitungen wird wesentlich von dem Wasserdruck der Wasserquelle bzw. des öffentlichen Wasserversorgungsnetzes mitbestimmt und kann beispielsweise zwischen 50 l/min (Liter pro Minute) und 100 l/min betragen. Eine derart hohe maximale Durchflussmenge des Wassers übersteigt in vielen Fällen den regelmäßig auftretenden Wasserbedarf der Versorgungseinheit, sodass ungültig große Wasserschäden entstehen können.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren anzugeben, mit dem Wasserschäden reduzierbar sind.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Hierzu trägt ein Verfahren zur Reduktion von Wasserschäden bei, das zumindest die folgenden Schritte aufweist:
- a) Versorgen einer Wasserversorgungseinheit mit Wasser, wobei das Wasser der Wasserversorgungseinheit über zumindest eine Wasserzuführleitung mit einer maximalen Durchflussmenge zuführbar ist;
- b) Erfassen eines Wasserverbrauchprofils der Wasserversorgungseinheit;
- c) Anpassen der maximalen Durchflussmenge des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung in Abhängigkeit des Wasserverbrauchprofils der Wasserversorgungseinheit.
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Bei dem Verfahren wird in Schritt a) eine Wasserversorgungseinheit, wie zum Beispiel ein Gebäude, eine Wohnung und/oder ein Hotelzimmer, mit Wasser versorgt. Dabei wird das Wasser der Wasserversorgungseinheit über zumindest eine Wasserzuführleitung zugeführt. Bei der Wasserzuführleitung kann es sich beispielsweise um ein Kupfer- oder Messingrohr handeln, das insbesondere einen Durchmesser von 1-2 Zoll aufweist. Die zumindest eine Wasserzuführleitung verläuft insbesondere zumindest teilweise durch die Wasserversorgungseinheit und/oder verbindet eine Wasserquelle, wie zum Beispiel ein öffentliches Wasserversorgungsnetz, mit zumindest einem Verbraucher der Wasserversorgungseinheit, wie zum Beispiel einer Sanitärarmatur, einer Spülmaschine und/oder einer Waschmaschine. Der Wasserversorgungseinheit ist somit über die zumindest eine Wasserzuführleitung Wasser von der Wasserquelle mit einer maximalen Durchflussmenge zuführbar, wobei die maximale Durchflussmenge im Wesentlichen durch den in der Wasserquelle vorherrschenden Wasserdruck vorgegeben ist.
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In Schritt b) wird ein Wasserverbrauchprofil der Wasserversorgungseinheit erfasst. Dies bedeutet beispielsweise, dass die Durchflussmengen des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung und somit die Verbrauchsmengen des Wassers der Versorgungseinheit durch den zumindest einen Verbraucher kontinuierlich oder diskontinuierlich über bestimmte Zeitspannen gemessen werden. Die Durchflussmengen des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung über die Zeit können zudem statistisch ausgewertet werden, um beispielsweise Wasserverbrauchsmuster der Wasserversorgungseinheit im Tagesverlauf, Wochenverlauf, Monatsverlauf und/oder Jahresverlauf zu erkennen. Die Wasserverbrauchsmengen und somit die erforderlichen Durchflussmengen des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung sind somit durch das Wasserverbrauchprofil für bestimmte Zeiten vorhersagbar.
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In Schritt c) wird in Abhängigkeit des erfassten Wasserverbrauchprofils der Wasserversorgungseinheit die maximale Durchflussmenge des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung (dynamisch) angepasst. Dies bedeutet insbesondere, dass die maximale Durchflussmenge des Wassers, deren Höchstwert im Wesentlichen durch den in der Wasserquelle vorherrschenden Wasserdruck vorgegeben ist, beispielsweise durch einen Durchflussmengenreduzierer, zum Beispiel nach Art eines Ventils, (dynamisch) reduziert wird, sodass die (stromabwärts des Durchflussmengenreduzierers reduzierte) maximale Durchflussmenge des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung im Wesentlichen der in Schritt b) bestimmten erforderlichen Durchflussmenge (im Wesentlichen) entspricht oder diese nur begrenzt übersteigt (beispielsweise um 10 %). Hierdurch wird verhindert, dass bei einer Leckage stromabwärts des Durchflussmengenreduzierers eine unnötig hohe Wassermenge austritt und zu großen Schäden führt.
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In Schritt b) kann das Erfassen des Wasserverbrauchprofils mit einem Wasserzähler erfolgen. Mittels des Wasserzählers ist insbesondere ein Jahresverbrauch des Wassers der Wasserversorgungseinheit erfassbar. Der Wasserzähler ist hierzu insbesondere in der zumindest einen Wasserzuführleitung angeordnet.
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Weiterhin können in Schritt b) Durchflussmengen des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung bei einer Vielzahl von Wasserentnahmevorgängen erfasst werden. Ein Wasserentnahmevorgang kann beispielsweise durch einen Verbrauchsvorgang des Wassers, wie zum Beispiel einer Entnahme des Wassers aus einer Sanitärarmatur, eine Verwendung einer Waschmaschine, die Verwendung eines WCs und/oder die Verwendung einer Dusche erfolgen. Ein einzelner Wasserentnahmevorgang kann als „gestartet“ angesehen werden, wenn eine Durchflussgeschwindigkeit des Wassers durch die Flüssigkeitsleitung von 0 l/min auf einen positiven Wert steigt. Ein einzelner Wasserentnahmevorgang kann als „beendet“ angesehen werden, wenn die Durchflussgeschwindigkeit des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung wieder auf 0 l/min sinkt. Sollten sich daher mehrere der Verbrauchsvorgänge zeitlich überschneiden, werden diese als ein einziger Wasserentnahmevorgang betrachtet. Für jeden Wasserentnahmevorgang wird die Durchflussmenge des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung erfasst, also die Menge des Wassers, die während eines Wasserentnahmevorgangs durch die zumindest eine Wasserzuführleitung strömt.
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Hierzu können insbesondere eine Dauer des Wasserentnahmevorgangs bzw. eine Durchflussdauer des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung je Wasserentnahmevorgang und die (insbesondere durchschnittliche) Durchflussgeschwindigkeit des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung während des Wasserentnahmevorgangs erfasst werden. Die Durchflussmenge, die Dauer des Wasserentnahmevorgangs, die Durchflussdauer des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung je Wasserentnahmevorgang und/oder die (insbesondere durchschnittliche) Durchflussgeschwindigkeit des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung während des Wasserentnahmevorgangs können für jeden Wasserentnahmevorgang, beispielsweise in einer (elektronischen) Speichervorrichtung, als Datensatz gespeichert werden. Zur Erfassung dieser Werte können beispielsweise Durchflusssensoren und/oder Zeitmesseinrichtungen verwendet werden.
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Jeder Wasserentnahmevorgang kann als Punkt in einem (Punkt-)Diagramm bzw. Verbrauchsfeld dargestellt werden. Das Diagramm wird durch eine x-Achse und eine y-Achse aufgespannt, die aufeinander senkrecht stehen. Auf der x-Achse ist insbesondere die Dauer des Flüssigkeitsentnahmevorgangs bzw. die Durchflussdauer des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung je Wasserentnahmevorgang beispielsweise in Minuten und auf der y-Achse die (insbesondere durchschnittliche) Durchflussgeschwindigkeit des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung während des Wasserentnahmevorgangs in l/min aufgetragen. Die Position des Punkts des jeweiligen Wasserentnahmevorgangs in dem Diagramm wird somit durch die (insbesondere durchschnittliche) Durchflussgeschwindigkeit des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung und die Dauer des Wasserentnahmevorgangs bzw. die Durchflussdauer des Wassers durch die zumindest eine Wasserzuführleitung des jeweiligen Wasserentnahmevorgangs bestimmt. Damit kann jeder Wasserentnahmevorgang als ein Ereignis in dem Diagramm bzw. dem Verbrauchsfeld gespeichert werden.
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Zudem kann in Schritt c) die maximale Durchflussmenge des Wassers in Abhängigkeit einer Häufigkeit des Auftretens von Durchflussmengen des Wassers der Wasserentnahmevorgänge oberhalb eines Anpassungswerts angepasst werden. Dies bedeutet, dass die maximale Durchflussmenge des Wassers in Abhängigkeit einer (absoluten oder relativen) Häufigkeit des Auftretens der Durchflussmengen des Wassers der Wasserentnahmevorgänge oberhalb eines Anpassungswerts angepasst wird. Dies bedeutet weiter, dass zunächst bestimmt wird, wie häufig die Durchflussmengen des Wassers der einzelnen Wasserentnahmevorgänge oberhalb des (vorgebbaren) Anpassungswerts liegen. Erreicht die Häufigkeit innerhalb einer (vorgebbaren) Zeitspanne (zum Beispiel 6 Stunden) beispielsweise einen (vorgebbaren) Häufigkeitswert (zum Beispiel 50 % der Durchflussmengen des Wassers der einzelnen Wasserentnahmevorgänge oberhalb des (vorgebbaren) Anpassungswerts), kann die maximale Durchflussmenge des Wassers beispielsweise um einen (vorgebbaren) Wert und/oder Faktor (beispielsweise 10 %) vergrößert werden. Dies kann bedeuten, dass der Graph bzw. die Linie der maximalen Durchflussmenge des Wassers in dem Diagramm nach oben verschoben wird. Erreicht die Häufigkeit innerhalb der (vorgebbaren) Zeitspanne (zum Beispiel 6 Stunden) beispielsweise den (vorgebbaren) Häufigkeitswert nicht oder liegt dieser sogar bei „0“ (d. h. keine der Durchflussmengen des Wassers der einzelnen Wasserentnahmevorgänge liegt oberhalb des (vorgebbaren) Anpassungswerts), kann die maximale Durchflussmenge des Wassers beispielsweise um einen (vorgebbaren) Wert oder Faktor (beispielsweise 10 %) verkleinert werden. Dies kann bedeuten, dass der Graph oder die Linie der maximalen Durchflussmenge des Wassers in dem Diagramm nach unten verschoben wird. Bei dem Anpassungswert kann es sich somit um einen Schwellenwert handeln, bei dessen Überschreiten mit der (vorgebbaren) Häufigkeit die Anpassung der maximalen Durchflussmenge des Wassers vorgenommen wird. Die Anpassung kann zudem insbesondere nur durchgeführt werden, wenn eine Mindestanzahl von Wasserentnahmevorgängen, beispielsweise mindestens 10 Wasserentnahmevorgänge vorliegen. Weiterhin kann die Anpassung kontinuierlich oder diskontinuierlich, beispielsweise viermal täglich (zum Beispiel um 00:00 Uhr, 06:00 Uhr, 12:00 Uhr und 18:00 Uhr), stattfinden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Anpassungswert niemals unter einen (vorgebbaren) Mindestanpassungswert verkleinert wird und/oder niemals über einen (vorgebbaren) Maximalanpassungswert vergrößert wird. Der Anpassungswert ist in dem Diagramm ebenfalls beispielsweise als Graph und/oder Linie darstellbar. Befindet sich der Punkt eines Wasserentnahmevorgangs beispielsweise über dem Graph oder der Linie des Anpassungswerts, übersteigt die Durchflussmenge des Wassers des Wasserentnahmevorgangs den Anpassungswert. Befindet sich der Punkt des Flüssigkeitsentnahmevorgangs beispielsweise unter dem Graph oder der Linie des Anpassungswerts, unterschreitet die Durchflussmenge des Wassers des Wasserentnahmevorgangs den Anpassungswert. Der Anpassungswert ist insbesondere niedriger als die maximale Durchflussmenge des Wassers. Dies bedeutet unter anderem auch, dass sich der Graph oder die Linie des Anpassungswerts in dem Diagramm insbesondere unter dem Graph oder der Linie des Alarmwerts befindet.
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Bei einer Anpassung der maximalen Durchflussmenge des Wassers in Schritt c) kann der Anpassungswert in Abhängigkeit der maximalen Durchflussmenge des Wassers angepasst werden. Dies bedeutet insbesondere, dass der Anpassungswert (ebenfalls) vergrößert oder verkleinert wird, wenn die maximale Durchflussmenge des Wassers vergrößert oder verkleinert wird. Beispielsweise kann der Anpassungswert um denselben Wert oder denselben Faktor wie die maximale Durchflussmenge des Wassers angepasst werden. Weiterhin kann dies bedeuten, dass der Graph oder die Linie des Anpassungswerts in dem Diagramm in dieselbe Richtung wie der Graph oder die Linie der maximalen Durchflussmenge des Wassers und/oder parallel zu dem Graph oder der Linie der maximalen Durchflussmenge des Wassers verschoben wird.
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Die Anpassung der maximalen Durchflussmenge des Wassers in Schritt c) kann mittels eines Durchflussmengenreduzierers erfolgen, wobei der Durchflussmengenreduzierer in der zumindest einen Wasserzuführleitung angeordnet ist. Der Durchflussmengenreduzierer kann beispielsweise nach Art eines Ventils ausgebildet sein. Weiterhin ist der Durchflussmengenreduzierer insbesondere elektrisch betätigbar und/oder durch eine Steuerung steuerbar.
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Der Durchflussmengenreduzierer kann in einem Wasserzähler ausgebildet sein.
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Das Erfassen des Wasserverbrauchprofils in Schritt b) und die Anpassung der maximalen Durchflussmenge des Wassers in Schritt c) kann mittels einer Steuerung erfolgen. Die Steuerung kann hierzu nach Art eines Mikrocontrollers ausgebildet sein.
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Die Steuerung kann in einem Cloud-System ausgebildet sein. Bei dem Cloud-System handelt es sich insbesondere um einen Server, der sich beispielsweise außerhalb der Versorgungseinheit befindet.
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Das Cloud-System über eine Internetverbindung mit einem Wasserzähler und/oder einem Durchflussmengenreduzierer verbunden sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zum Betrieb einer Wasserversorgungseinheit vorgeschlagen. Diese umfass zumindest eine Wasserzuführleitung mit mindestens einem Durchflussmengenreduzierer zur Einstellung einer maximalen Durchflussmenge durch die zumindest eines Wasserzuführleitung sowie (mindestens) eine Steuerung. Die Steuerung ist dabei zur Durchführung eines hier vorgestellten Verfahrens vorgesehen und/oder eingerichtet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogramm vorgeschlagen, welches zur Durchführung des Verfahrens eingerichtet ist. Es kann ein Datenträger vorgesehen sein, auf dem dieses Computerprogramm gespeichert ist.
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Die Merkmale zur Charakterisierung des Verfahrens können auch zur Spezifizierung der Vorrichtung und/oder des Computerprogramms herangezogen werden, und umgekehrt.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigen beispielhaft und schematisch:
- 1: eine erste Ausführungsvariante einer Wasserversorgungseinheit;
- 2: eine zweite Ausführungsvariante einer Wasserversorgungseinheit;
- 3: ein erstes Diagramm mit Wasserentnahmevorgängen;
- 4: ein zweites Diagramm mit Wasserentnahmevorgängen;
- 5: ein drittes Diagramm mit Wasserentnahmevorgängen;
- 6: ein viertes Diagramm mit Wasserentnahmevorgängen;
- 7: ein fünftes Diagramm mit Wasserentnahmevorgängen; und
- 8: ein sechstes Diagramm mit Wasserentnahmevorgängen.
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Die 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Wasserversorgungseinheit 1, bei der es sich hier um ein schematisch dargestelltes Gebäude handelt. Die Wasserversorgungseinheit 1 weist eine (Haupt-)Wasserzuführleitung 2 auf, die zumindest teilweise durch die Wasserversorgungseinheit 1 verläuft und Wasser von einer Wasserquelle 11, bei der sich hier um ein öffentliches Wasserversorgungsnetz handelt, zu Wasserverbrauchern 12 der Wasserversorgungseinheit 1 führt. In der Wasserzuführleitung 2 sind ein Durchflussmengenreduzierer 6 nach Art eines Ventils und ein Wasserzähler 4, mit dem ein Jahresverbrauch des Wassers der Wasserversorgungseinheit 1 messbar ist, angeordnet. Der Durchflussmengenreduzierer 6 kann als ein separates Bauteil ausgebildet oder Bestandteil des Wasserzählers 4 sein. Der Durchflussmengenreduzierer 6 und der Wasserzähler 4 sind über einen Router 10 (beispielsweise durch eine Kabelverbindung oder Funkverbindung) und eine Internetverbindung 9 datenleitend mit einer Steuerung 7 verbunden, die hier außerhalb der Wasserversorgungseinheit 1 in einem Cloud-System 8 ausgebildet ist. Die Steuerung 7 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet und vorgesehen.
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Die 2 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Wasserversorgungseinheit 1, die sich von der in der 1 gezeigten ersten Ausführungsvariante der Wasserversorgungseinheit 1 lediglich dadurch unterscheidet, dass die Steuerung 7 lokal in der Wasserversorgungseinheit 1 angeordnet ist. Die Steuerung 7, der Durchflussmengenreduzierer 6 und der Wasserzähler 4 können zudem in einer einzigen Baueinheit ausgebildet sein. Im Übrigen wird auf die Beschreibung der 1 verwiesen.
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Die 3 bis 8 zeigen (Punkt-)Diagramme 13, bei denen auf der x-Achse die Zeit und auf der y-Achse eine Durchflussmenge in l/min aufgetragen sind. In den Diagrammen 13 sind als Graphen eine maximale Durchflussmenge 3 des Wassers durch die in der 1 und 2 gezeigten Wasserzuführleitungen 2 und ein Anpassungswert 5 eingezeichnet. Weiterhin sind in den Diagrammen 13 eine Vielzahl von Wasserentnahmevorgängen 14 als Punkte eingetragen. Die Positionen der Punkte der einzelnen Wasserentnahmevorgänge 14 ergeben sich aus der Dauer und der (durchschnittlichen) Durchflussgeschwindigkeit des Wassers in den jeweiligen Wasserentnahmevorgängen 14. Die maximale Durchflussmenge 3 weist in der 3 einen Wert auf, der unterhalb eines Höchstwerts der maximalen Durchflussmenge 3 liegt. D. h. die maximale Durchflussmenge 3 des Wassers wird in der in der 3 gezeigten Situation durch den (in den 1 und 2 gezeigten) Durchflussmengenreduzierer 6 gedrosselt bzw. reduziert. Die 4 zeigt eine Situation nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne. Erfasst wurden hier Wasserentnahmevorgängen 14, deren Durchflussmengen oberhalb eines Anpassungswerts 5 liegen. Überschreitet die Häufigkeit des Auftretens von Wasserentnahmevorgänge 14 mit Durchflussmengen oberhalb des Anpassungswerts 5 eine vorgebbar Häufigkeit, werden die maximale Durchflussmenge 3 und der Anpassungswert 5 gemäß 5 nach oben angepasst.
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Die 6 zeigt wiederum die in der 3 gezeigte Ausgangssituation. Im Unterschied zur 4 sind nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne in der 7 keine Wasserentnahmevorgänge 14 aufgetreten, deren Durchflussmenge oberhalb des Anpassungswerts 5 liegen. Die maximale Durchflussmenge 3 und der Anpassungswert 5 wurden daher gemäß der 8 nach unten angepasst.
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Durch die vorliegende Erfindung können Wasserschäden reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wasserversorgungseinheit
- 2
- Wasserzuführleitung
- 3
- maximale Durchflussmenge
- 4
- Wasserzähler
- 5
- Anpassungswert
- 6
- Durchflussmengenreduzierer
- 7
- Steuerung
- 8
- Cloud-System
- 9
- Internetverbindung
- 10
- Router
- 11
- Wasserquelle
- 12
- Wasserverbraucher
- 13
- Diagramm
- 14
- Wasserentnahmevorgang
