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Die Erfindung betrifft ein Wassersystem für ein Freizeitfahrzeug, insbesondere für eine Frischwasser- bzw. Warmwasserversorgung oder für eine Beheizung des Fahrzeugs.
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Bei Freizeitfahrzeugen, wie zum Beispiel Caravans und Reisemobilen, wird in der Regel ein Wasserbehälter mitgeführt. Der Wasserbehälter kann Teil einer Heizeinrichtung für die Beheizung des Innenraums sein. Ebenso ist es möglich, ein Warmwassersystem mit dem Freizeitfahrzeug mitzuführen, um warmes Brauchwasser - zum Beispiel für eine Dusche - bereitzustellen. Ebenso kann Wasser in einem Frischwassertank mitgeführt werden.
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Derartige Heiz- oder Frischwassersysteme weisen ein festes Volumen (Boilervolumen, Frischwassertank) auf. Für die vorschriftsmäßige Berechnung der Masse im fahrbereiten Zustand von Freizeitmobilen muss dabei die Masse der Flüssigkeiten in den Heizungssystemen und/oder Frischwassersystemen mit berücksichtigt werden, wodurch die Zuladungsmöglichkeiten eingeschränkt werden. So kann zum Beispiel ein typischer Boiler ein Volumen von 10 1 Wasser umfassen. Frischwassertanks können noch größer sein und zum Beispiel 20 bis 50 1 Wasser oder mehr aufnehmen. Das Gewicht des Wassers muss bei der Berechnung der Fahrzeugmasse berücksichtigt werden und reduziert somit die verbleibenden Zuladungsmöglichkeiten.
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Weiterhin ist es nachteilig, dass bei Heizeinrichtungen, zum Beispiel einem Boiler, immer das gesamte Wasser im Boiler erwärmt werden muss, das zum Beispiel 10 1 Wasser und damit 10 kg Gewicht im Fahrzeug entspricht. Die vollständige Erwärmung ist auch dann erforderlich, wenn nur wenig Wasser, zum Beispiel zum Geschirrspülen oder Händewaschen, benötigt wird. Einen erhöhten Warmwasserbedarf gibt es in der Regel nur für eine im Fahrzeug installierte Dusche, die jedoch nur selten benutzt wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wassersystem anzugeben, bei dem die Masse des Fahrzeugs im fahrbereiten Zustand, also mit befülltem Heizgerät oder Boiler oder Frischwasserbehälter reduziert werden kann. Wenn eine Heizeinrichtung vorhanden ist, ist es auch anzustreben, dass das Boilervolumen gering ist und nur in Sonderfällen bei Bedarf eine höhere Menge an Warmwasser erzeugt wird.
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Die Aufgabe wird durch ein Wassersystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es wird ein Wassersystem für ein Freizeitfahrzeug angegeben, mit einem Volumen zum Aufnehmen von Wasser, wobei das Volumen mindestens einen Einlass und mindestens einen Auslass aufweist und wobei die bauliche und/oder die über den Auslass verfügbare und/oder die über den Einlass befüllbare Volumengröße des Volumens veränderbar ist.
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Das Volumen dient somit zum Aufnehmen und Speichern des Wassers. Über den Einlass kann Wasser in das Volumen zugeführt und über den Auslass aus dem Volumen abgeführt werden. Zum Beispiel kann das Volumen als Kammer oder Behälter ausgebildet sein.
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Das Volumen kann in einer einzigen Kammer bzw. in einem einzigen Behälter ausgebildet sein. Ebenfalls ist es auch möglich, dass das Volumen auf mehrere Kammern bzw. Behälter verteilt ist.
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Die Forderung nach einer Veränderbarkeit der baulichen Volumengröße des Volumens bedeutet, dass das Volumen in wenigstens zwei Volumengrößen veränderbar ist, also zum Beispiel eine größere oder eine kleinere Menge Wasser aufnehmen kann. Selbstverständlich sind auch mehr Volumengrößen oder eine gleitende Veränderung der Volumengröße möglich, wie nachfolgend noch erläutert wird.
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Alternativ oder ergänzend ist diejenige Volumengröße veränderbar, die über den Auslass verfügbar ist, auf die also zugegriffen werden kann oder die ein entnehmbares (Teil-)Volumen darstellt. In dieser Variante ist die Volumengröße in Bezug auf ihre Verfügbarkeit limitiert.
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Alternativ oder ergänzend erfährt die Volumengröße eine Veränderung in Bezug auf die Wassermenge, die über den Einlass eingefüllt werden kann. Dies bezieht sich insbesondere auf die Verwendung des Volumens als Teil einer Heizvorrichtung und setzt darauf, dass sich oberhalb des Wassers eine Luftblase bildet und dass - außer bei der Verwendung einer Entlüftungsvorrichtung oder bei der Befüllung unter Überdruck - bedingt durch diese Luftblase nicht mehr Wasser eingefüllt werden kann. Die Lage der Luftblase ist dabei z. B. auch abhängig von der Position des Auslasses.
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Insbesondere bestimmt dabei die Größe der oberhalb des Wasserpegels in einem Behälter ausgebildeten Luftblase auch die Größe des nutzbaren (Wasser-) Volumens.
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Das Volumen kann ein Hauptvolumen und wenigstens ein Zusatzvolumen aufweisen und somit in mehrere (Teil-)Volumina aufgeteilt sein. Bei einer Nutzung des Hauptvolumens alleine ist dann die Gesamtvolumengröße klein. Wenn hingegen das Hauptvolumen zusammen mit dem Zusatzvolumen zur Aufnahme von Wasser genutzt wird, ist die Gesamtvolumengröße groß. Auf diese Weise können zwei unterschiedliche Volumengrößen erreicht werden.
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Bei einer Variante kann das Volumen ein Hauptvolumen und wenigstens zwei Zusatzvolumina aufweisen. Die Zusatzvolumina können zusammen mit dem Hauptvolumen befüllt werden, um eine große Menge Wasser aufzunehmen. Sie lassen sich aber auch von dem Hauptvolumen entkoppeln, so dass sie auch in einem entleerten Zustand mitgeführt werden können.
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Die Zusatzvolumina können beide getrennt voneinander mit dem Hauptvolumen verbunden sein, um wahlweise Optionen für die Verteilung des Wassers zu eröffnen.
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Wenigstens eines der Zusatzvolumina kann von dem Hauptvolumen baulich separiert sein. Damit ist es möglich, ein Zusatzvolumen vorzusehen, das auch räumlich von dem Hauptvolumen getrennt angeordnet ist. Für den Einsatz in einem Freizeitfahrzeug kann damit eine Anordnung realisiert werden, bei der das betreffende Zusatzvolumen außerhalb des Fahrzeugs aufgestellt wird, zum Beispiel an einem Stellplatz auf einem Campingplatz. Wenn das Fahrzeug bewegt werden soll, wird das Zusatzvolumen wieder abgebaut und von dem Hauptvolumen getrennt.
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Das Hauptvolumen kann als Kammer und das Zusatzvolumen als separate Kammer ausgebildet sein.
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Das Hauptvolumen und das Zusatzvolumen können jeweils mindestens einen Einlass und wenigstens einen Auslass aufweisen, um eine Zufuhr oder Abfuhr von Wasser zu ermöglichen.
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Zur Kopplung des Hauptvolumens mit dem Zusatzvolumen kann ein Auslass des Hauptvolumens mit dem Einlass des Zusatzvolumens gekoppelt sein.
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Bei einer Variante können wenigstens zwei Zusatzvolumina vorgesehen sein, wobei ein Auslass des ersten Zusatzvolumens mit einem Einlass des zweiten Zusatzvolumens gekoppelt ist. Auf diese Weise können die beiden Zusatzvolumina in Reihe zueinander geschaltet werden.
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Ein Auslass des Hauptvolumens kann mit dem Einlass des Zusatzvolumens wahlweise gekoppelt oder nicht gekoppelt sein. Hierdurch ist eine bedarfsweise Verbindung zwischen dem Hauptvolumen und dem Zusatzvolumen möglich. In einer ersten Betriebsart ist das Hauptvolumen nicht mit dem Zusatzvolumen gekoppelt, so dass das Wasser aus dem Hauptvolumen direkt abgeführt und zum Beispiel zu einem Verbraucher geführt werden kann. Wenn hingegen das Hauptvolumen mit dem Zusatzvolumen verbunden ist, vergrößert die Volumengröße des Zusatzvolumens die Volumengröße des Hauptvolumens, so dass die Gesamtvolumengröße erhöht ist.
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Insbesondere kann ein Koppelelement vorgesehen sein, zum Koppeln des Auslasses des Hauptvolumens mit dem Einlass des Zusatzvolumens. Das Koppelelement kann zum Beispiel auf den Auslass des Hauptvolumens und den Einlass des Zusatzvolumens aufsetzbar und abnehmbar sein, um die bedarfsweise Verbindung zwischen Hauptvolumen und Zusatzvolumen herzustellen oder zu unterbrechen.
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Zusätzlich kann das Hauptvolumen einen weiteren Auslass aufweisen, der nicht mit einem Einlass des Zusatzvolumens gekoppelt ist. Über diesen zusätzlichen Auslass kann Wasser direkt zu einem Verbraucher geführt werden. Ebenso kann ein solcher Auslass beispielsweise dazu genutzt werden, das Wasser aus dem Gesamtsystem abzulassen, um Frostschäden im Winter durch ein Einfrieren des Wassers zu vermeiden.
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Der Auslass des Volumens kann ein Entnahmerohr, insbesondere ein variables Entnahmerohr aufweisen, das mit einer bestimmten Entnahmelänge in das Volumen, insbesondere in einen das Volumen aufnehmenden Behälter hineinragt. Dabei kann das Entnahmerohr insbesondere von oben in das Volumen bzw. den Behälter hineinragen und durch seine Öffnung an der Unterseite das Abführen von Wasser aus dem Volumen ermöglichen. Dazu ist es möglich, das Entnahmerohr tiefer in das Volumen hineinzuschieben oder die Gesamtlänge des Entnahmerohrs in Volumen zu verändern. Dabei bestimmt die Entnahmelänge (alternative Betrachtung: Einstecktiefe) das nutzbare Volumen.
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Die Entnahmelänge des Entnahmerohrs kann veränderbar sein, um auf diese Weise unterschiedliche Pegelstände in dem Volumen zu verwirklichen. Je nach Entnahmelänge können unterschiedliche Volumina über den Auslass entnommen werden. Daher ist auf diese Weise die Volumengröße in Bezug auf die Verfügbarkeit über den Auslass einstellbar. In der Verwendung als Teil einer Heizvorrichtung (mit einem oberhalb des oberen Wasserpegels befindlichen Auslass) kann das Volumen nur bis zur Mündung des in den entsprechenden Behälter hineinragenden Entnahmerohrs befüllt werden, weil sich oberhalb des Mediums (speziell des Wassers) ein Luftpolster ausbildet. In dem Fall, dass eine Befüllung unter Überdruck stattfindet, kann der Pegel höher als die Mündung des Entnahmerohrs liegen, weil das darüber liegende Luftpolster durch den erhöhten Druck komprimiert wird.
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Ebenso ist es auch möglich, für das Volumen mehrere Entnahmerohre vorzusehen, die mit unterschiedlichen Entnahmelängen in das Volumen hineinragen. Je nach Betrieb eines der Entnahmerohre wird somit ein unterschiedlicher Wasserpegel in dem Volumen ermöglicht.
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Bei einer Variante kann ein Verdrängungselement in das Volumen einsetzbar sein, wobei das Verdrängungselement derart veränderbar ist, dass unterschiedliche Verdrängungswirkungen durch das Verdrängungselement in dem Volumen bewirkbar sind. Die Veränderbarkeit des Verdrängungselements kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass verschiedene Verdrängungselemente austauschbar in das Volumen eingesetzt werden können. Ebenso ist es auch möglich, die Form des Verdrängungselements zu verändern, wie später noch erläutert wird.
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Bei einer Ausführungsform können unterschiedliche Verdrängungselemente in das Volumen einsetzbar sein, zum Verändern einer Volumengröße des Volumens. Die Verdrängungselemente können je nach Formgestaltung unterschiedliche Verdrängungsmengen in dem Volumen bewirken, wodurch sich entsprechend auch die Rest-Volumengröße des Volumens ändert.
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Zum Beispiel kann durch das Verdrängungselement die Geometrie einer Wandung des Volumens veränderbar sein, um unterschiedliche Volumengrößen des Volumens zu erreichen.
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Bei einer Ausführungsform kann das Verdrängungselement in das Volumen eingesetzt sein. Insbesondere kann das Verdrängungselement in das Innere des Volumens eingesetzt sein, so dass die Wandungen des Volumens durch das Verdrängungselement nicht berührt sind. Das Volumen umschließt auf diese Weise dass Verdrängungselement.
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Durch eine Veränderbarkeit der Volumengröße des Verdrängungselements kann entsprechend auch die Rest-Volumengröße des Volumens verändert werden. Dies ist zum Beispiel möglich, wenn das Verdrängungselement als Ballon ausgeführt ist, dessen Größe veränderbar ist.
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Das Verdrängungselement kann auch zum Beispiel als fluiddruckbeaufschlagte Membran ausgestaltet sein, so dass je nach Druckbefüllung der Membran eine unterschiedliche Volumengröße des Verdrängungselements erreicht wird.
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Das Verdrängungselement kann eine Öffnung aufweisen, zum Eindringen oder Auslassen eines Füllmediums und damit Verändern der Volumengröße des Verdrängungselements. Als Druck- bzw. Füllmedium eignen sich zum Beispiel Luft oder Stickstoff. Die Öffnung kann durch ein entsprechendes Ventil kontrolliert werden, um ein bedarfsweises Befüllen des Verdrängungselements zuzulassen, aber ein Entweichen des Füllmediums zu verhindern.
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Die Öffnung des Verdrängungselements kann auch dann von außerhalb des Volumens zugänglich sein, wenn das Verdrängungselement in das Volumen eingesetzt ist. Dazu kann eine entsprechende Leitungsverbindung zwischen der Außenseite des Volumens und dem im Inneren des Volumens angeordneten Verdrängungselement vorgesehen sein.
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Um die Veränderbarkeit des Volumens zu erreichen, ist es bei einer Variante auch möglich, die Baugröße des Volumens selbst zu verändern.
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Dazu kann zum Beispiel das Volumen wenigstens eine flexible Wandung aufweisen. Ebenso ist es auch möglich, dass mehrere oder alle Wände in einer Dimensionsrichtung flexibel sind, so dass zum Beispiel eine Balgstruktur für das Volumen verwirklicht werden kann. Je nach Dehnung oder Komprimierung bzw. Stauchung der Wandungen ändert sich dann die Volumengröße im Volumen.
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Das Wassersystem kann als Teil eines Frischwassertanksystems ausgebildet sein. Das Frischwasser wird in einem Freizeitmobil in der Regel für sanitäre Einrichtungen als Brauchwasser mitgeführt. Ein entsprechender Frischwassertank, der hier erfindungsgemäß durch das Volumen realisiert werden kann, kann dann bedarfsweise mit Frischwasser aus dem öffentlichen Netz oder anderen Frischwasserquellen befüllt werden.
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Bei einer Variante kann eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, mindestens zum Beheizen des Volumens. Bei Freizeitmobilen handelt es sich dabei insbesondere um einen Gasbrenner oder eine Dieselheizung oder auch um eine Elektroheizung, die zum Beheizen des Wassers in dem Volumen genutzt werden können.
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Die Heizeinrichtung kann nicht nur zum Beheizen des Volumens bzw. des Wassers in dem Volumen genutzt werden, sondern auch zum Beheizen eines Heizkreislaufs ausgebildet sein. In diesem Fall wird die Heizeinrichtung einerseits zum Betreiben des Heizkreislaufs und damit zum Beheizen des Innenraums des Freizeitmobils genutzt. Andererseits kann die Heizeinrichtung auch zum Erzeugen von Warmwasser als Brauchwasser in dem Volumen genutzt werden.
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Im Zusammenhang mit einer Heizeinrichtung kann das Volumen in einem wärmeisolierten Behälter ausgebildet sein, bei dem die Behälterwand zusätzlich zum Ausbilden bzw. Formen des Volumens auch noch eine erhöhte Isolierwirkung erzielt. Dabei kann die Behälterwand selbst zum Beispiel durch ein Metall oder ein stabiles Kunststoffmaterial gebildet werden, während die Wärmeisolierung durch eine zusätzliche Schicht, zum Beispiel aus einem Kunststoffschaum, gebildet wird.
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Das Volumen kann ein Hauptvolumen und wenigstens ein Zusatzvolumen aufweisen, wobei die Heizeinrichtung zum Beheizen des Hauptvolumens ausgebildet ist. In diesem Fall muss die Heizeinrichtung somit lediglich das Wasser in dem Hauptvolumen beheizen, während es nicht erforderlich ist, auch noch das Zusatzvolumen zu beheizen. Die Beheizung des Zusatzvolumens kann bedarfsweise erfolgen, indem das Wasser zwischen dem Zusatzvolumen und dem Hauptvolumen ausgetauscht wird, wie später noch erläutert wird.
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Bei dieser Variante ist es insbesondere auch möglich, dass die Volumengröße des Hauptvolumens kleiner ist als die Volumengröße des Zusatzvolumens. Insbesondere kann dabei die Volumengröße des Hauptvolumens sogar erheblich kleiner als die des Zusatzvolumens sein und zum Beispiel weniger als 50% der Volumengröße des Zusatzvolumens betragen.
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Damit muss die Heizeinrichtung in energiesparender Weise lediglich das Wasser in dem Hauptvolumen erwärmen. Nur in besonderen Fällen, wenn zum Beispiel die Nutzung einer Dusche geplant ist, wird das gesamte Wasser in dem Hauptvolumen und dem Zusatzvolumen erwärmt.
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Das Hauptvolumen kann auch lediglich als Durchlauferhitzervolumen ausgebildet sein. In diesem Fall ist die Volumengröße des Hauptvolumens nochmals geringer.
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Das Durchlauferhitzervolumen kann in einem Heizvolumen geführt sein. Zum Beispiel kann der Durchlauferhitzer durch das Wasser für den getrennten Heizkreislauf geführt werden, so dass der Durchlauferhitzer für die Erzeugung des Warmwassers (Brauchwasser) zusammen mit dem Wasser für den Heizkreislauf erwärmt wird.
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Das Hauptvolumen und das wenigstens eine Zusatzvolumen können derart durch Leitungen miteinander verbunden sein, dass ein Wasserkreislauf bewirkbar ist. Dazu sind zwischen dem Hauptvolumen und dem Zusatzvolumen (oder den mehreren Zusatzvolumina) entsprechende Verbindungsleitungen vorzusehen, um einen Vorlauf und einen Rücklauf zu ermöglichen. Zudem ist eine Fördereinrichtung, zum Beispiel eine Pumpe vorgesehen, die den Wasserkreislauf unterhält. Durch die Zirkulierung des Wassers im Wasserkreislauf kann das Wasser durch die lediglich am Hauptvolumen vorhandene Heizeinrichtung beheizt werden, während das Wasser im Zusatzvolumen lediglich gespeichert wird.
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Von wenigstens einem der Zusatzvolumina kann eine Rückführleitung zu dem Hauptvolumen vorgesehen sein. Hier dürfte es sinnvoll sein, wenn insbesondere das letzte Zusatzvolumen in der Reihe von Volumina die Rückführleitung zum Hauptvolumen aufweist. Auf diese Weise kann der Wasserkreislauf vollständig durch alle Volumina geführt werden.
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Es kann eine Verbindungsleitung zwischen dem Hauptvolumen und dem Zusatzvolumen vorgesehen sein, die den Auslass des Hauptvolumens mit einem Einlass des Zusatzvolumens koppelt.
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In dieser Verbindungsleitung kann eine Fördereinrichtung, zum Beispiel eine Pumpe, vorgesehen sein.
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An dem Hauptvolumen kann zusätzlich zu dem zu der Verbindungsleitung führenden Auslass ein weiterer Auslass vorgesehen sein. Dieser weitere Auslass kann zum direkten Abführen von Wasser genutzt werden.
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Stromab von dem Hauptvolumen können mehrere Zusatzvolumina vorgesehen sein, die zueinander in Reihe geschaltet sind.
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Zum Beispiel können zwei Zusatzvolumina vorgesehen sein, wobei ein Auslass des ersten Zusatzvolumens mit einem Einlass des zweiten Zusatzvolumens gekoppelt sein kann.
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In einer Verbindungsleitung zwischen dem Hauptvolumen und dem Zusatzvolumen kann ein Auslass vorgesehen sein.
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In einer Verbindungsleitung zwischen dem ersten Zusatzvolumen und dem zweiten Zusatzvolumen kann ebenfalls ein Auslass vorgesehen sein.
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Das beschriebene Wassersystem kann in vorteilhafter Weise in einem Freizeitmobil angeordnet sein. Dabei kann das Wassersystem lediglich als Frischwassersystem (Frischwassertanksystem) ausgebildet sein. Ebenso ist es aber auch möglich, dass das Wassersystem eine Heizeinrichtung aufweist, zum Erzeugen von Warmwasser. Weiterhin ist es möglich, dass die Heizeinrichtung auch zum Beheizen eines Innenraums des Freizeitmobils genutzt wird.
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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wassersystems ist es möglich, das für die Bestimmung des Zulassungsgewichts des Fahrzeugs relevante Gewicht des gefüllten Geräts kleinzuhalten, während das im Stillstand nutzbare Volumen vergrößert werden kann.
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So kann zum Beispiel ein Heizgerät oder ein Boiler ein Leergewicht von 15 kg aufweisen und ein Wasservolumen von 10 1 aufnehmen. Das Gesamtgewicht, das für die Berechnung der entsprechend der gesetzlichen Vorschriften relevanten „Masse des Fahrzeugs im fahrbereiten Zustand“ herangezogen wird, beträgt somit 25 kg. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Wassersystems besteht die Möglichkeit, dass von Seiten des Herstellers das nutzbare Boilervolumen auf 5 1 begrenzt, also um 5 1 verringert wird, wodurch das Gesamtgewicht auf 20 kg reduziert wird. Das zunächst verlorene Boilervolumen kann durch das erfindungsgemäß vorgesehene Zusatzvolumen bzw. die veränderliche Volumengröße des Volumens bei Stillstand des Freizeitfahrzeugs kompensiert werden. Dies bezieht sich insbesondere auf Ausführungen des Volumens, bei denen ein externes Zusatzvolumen hinzugefügt wird.
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Ohne großen Aufwand besteht für den Nutzer die Möglichkeit, das Speichervolumen zu vergrößern.
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Noch gravierender kann der Vorteil bei Nutzung des Wassersystems als Frischwassertank sein, da dabei noch größere Volumina relevant sind.
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Durch den zusätzlichen Wasseranschluss zu dem Zusatzvolumen kann der Nutzer je nach Situation den Wasserspeicher (Hauptvolumen) um einen „Tank“ erweitern, der zum Beispiel 10 oder mehr Liter fassen kann. Dabei können nahezu beliebig viele weitere externe Volumina in Reihe geschaltet werden, um die Anlage an die Nutzungsanforderungen des Bedieners anzupassen.
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Wird die Volumengröße hinsichtlich der Verfügbarkeit über den Auslass passend eingestellt, kann dies mit einer Sicherung, z. B. in Art einer Plombierung einhergehen. Dies soll sicherstellen, dass ein Benutzer nicht unzulässigerweise auf ein größeres Volumen zugreift.
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Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen unter Zuhilfenahme der begleitenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1 in schematischer Darstellung ein Beispiel für ein Heizgerät oder einen Boiler gemäß dem Stand der Technik;
- 2 ein erfindungsgemäßes Wassersystem in schematischer Darstellung;
- 3 bis 9 verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Wassersystems;
- 10 ein Beispiel für die Nutzung des Wassersystems in Verbindung mit einer Heizeinrichtung;
- 11 eine Variante zu dem Wassersystem von 10;
- 12 wiederum eine Variante zu dem Wassersystem der 10 und 11;
- 13 ein Beispiel für ein Freizeitmobil mit dem Wassersystem.
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1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Heizgeräts oder eines Boilers.
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Ein Volumen 1 ist in einem Heizungsgehäuse 2 angeordnet. Das Volumen 1 kann typischerweise als Behälter oder Wasserkessel ausgebildet sein.
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Das Volumen 1 weist einen Einlass 3 als Kaltwassereinlass und einen Auslass 4 als Warmwasserauslass auf. Dementsprechend kann über den Einlass 3 kaltes Wasser zugeführt und über den Auslass 4 warmes Wasser abgeführt werden.
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Unterhalb von dem Volumen 1 ist ein als Heizeinrichtung dienender Brenner 5 angeordnet. Bei dem Brenner 5 handelt es sich typischerweise um einen Gasbrenner, wie er vor allem beim Einsatz für Freizeitmobile bekannt ist.
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Das kalte Wasser kann über den Einlass 3 in das Volumen 1 einfließen, wird dort durch den Brenner 5 erwärmt und anschließend über den Auslass 4 als Warmwasser abgeführt.
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2 zeigt ein erstes Beispiel für den Aufbau eines Wassersystems, das sowohl bei einem Heizgerät gemäß 1, aber auch als Frischwasserversorgungseinrichtung genutzt werden kann, wie später auch noch erläutert wird.
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Dazu ist ein Hauptvolumen 6 vorgesehen, das mit einem Zusatzvolumen 7 gekoppelt ist. Das Hauptvolumen 6 weist einen Einlass 8 auf, über den Kaltwasser zugeführt werden kann.
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Weiterhin sind bei dem Hauptvolumen 6 zwei Auslässe 9, 10 vorgesehen. Während der Auslass 10 zu einem nicht dargestellten Verbraucher geführt wird und diesem Warmwasser (bei der Nutzung in Verbindung mit einer Heizeinrichtung) oder Frischwasser (bei der Nutzung als Frischwasserversorgung) zuführt, ist der Auslass 9 mit einem Einlass 11 des Zusatzvolumens 7 verbunden. Hier kann somit Wasser aus dem Hauptvolumen 6 in das Zusatzvolumen 7 überführt werden. Das Zusatzvolumen 7 weist einen Auslass 12 auf, über den entsprechend Wasser abgeführt und einem Verbraucher zugeleitet werden kann.
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In den Leitungsabschnitten stromab von den Auslässen 9 und 10 sind jeweils Absperrvorrichtungen 13 vorgesehen. Durch entsprechendes Einstellen der Absperrvorrichtungen 13 kann somit eingestellt werden, ob das Wasser aus dem Hauptvolumen 6 entweder über den Auslass 10 direkt zum Verbraucher oder über eine Verbindungsleitung 14 in das Zusatzvolumen 7 geführt wird. Das Einstellen kann z. B. bei der Fertigung des Geräts erfolgen, insofern das Hauptvolumen 6 und das Zusatzvolumen 7 fest in einem Fahrzeug eingebaut sind. Alternativ kann das Einstellen situationsabhängig erfolgen, insofern es sich bei dem Zusatzvolumen 7 beispielsweise um einen externen Behälter handelt. Diese Unterscheidung ist relevant in Bezug auf die Zulassungsdaten des Fahrzeugs.
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Wenn das Zusatzvolumen 7 über die zugehörige Absperrvorrichtung 13 (zum Beispiel ein Ventil) getrennt ist, bleibt das Zusatzvolumen 7 ungenutzt. Dieser Betriebszustand kann sich zum Beispiel eignen, wenn das das Wassersystem tragende Freizeitmobil verfahren wird. Wenn hingegen das Freizeitmobil zum Beispiel auf einem Campingplatz stationiert ist, kann die Verbindungsleitung 14 bzw. die Absperrvorrichtung 13 geöffnet werden, so dass das Zusatzvolumen 7 im Betrieb des Wassersystems nutzbar ist.
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Die 3a und 3b zeigen eine andere Ausführungsform für das Wassersystem. Dabei werden gleiche oder ähnliche Komponenten wie bei der Variante von 2 auch mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Das Hauptvolumen 6 und das Zusatzvolumen 7 sind direkt übereinander angeordnet und lediglich durch eine Trennwand 15 voneinander getrennt. Die Volumina 6, 7 könnten zum Beispiel auch nebeneinander angeordnet sein.
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Der Auslass 9 des Hauptvolumens 6 ist mit dem Einlass 11 des Zusatzvolumens 7 über ein als Brücke dienendes Koppelelement 16 verbunden, so dass das Wasser aus dem Hauptvolumen 6 über den Auslass 9, das Koppelelement 16 und den Einlass 11 in das Zusatzvolumen 7 fließen kann (3a). Von dort kann es über den Auslass 12 abgeführt werden.
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In dem Betriebszustand von 3b ist das Koppelelement 16 entfernt, so dass keine Verbindung zwischen dem Auslass 9 des Hauptvolumens 6 und dem Einlass 11 des Zusatzvolumens 7 besteht. In diesem Fall sind die beiden Volumina 6, 7 voneinander getrennt. Stattdessen wird das Wasser aus dem Hauptvolumen 6 über den Auslass 9 direkt zu einem Verteiler geführt, wie durch den Pfeil dargestellt. Das Zusatzvolumen 7 bleibt ungenutzt bzw. leer.
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Selbstverständlich kann nach Entfernen des Koppelelements 16 sichergestellt werden, dass kein Wasser unerwünscht aus dem Auslass 9 oder dem Einlass 11 austreten kann. Hierzu sind gegebenenfalls Absperrvorrichtungen vorzusehen.
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Das Koppelelement 16 ist in den 3a und 3b nur schematisch dargestellt. Selbstverständlich kann es in technisch adäquater Weise realisiert werden, zum Beispiel durch einen entsprechenden Ventilblock oder geeignete Leitungselemente.
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In den folgenden Ausgestaltungen findet eine Einstellung des Volumens in Bezug auf die Zugänglichkeit über den Auslass 9 statt. Der Benutzer kann somit nur eine begrenzte Menge Wasser entnehmen oder einfüllen, auch wenn baulich ein größeres Volumen bzw. ein größerer Behälter zur Aufnahme des Volumens zur Verfügung steht. Für die Berechnung des Fahrzeuggewichts kann eine andere Masse - abhängig vom verfügbaren Volumen - angesetzt werden.
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4 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der das Hauptvolumen 6 das einzige Volumen darstellt, wobei jedoch mehrere Auslässe 10 in Form von unterschiedlich langen Entnahmerohren 17 vorgesehen sind.
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Ein das Volumen aufnehmender Behälter 6a bzw. das Volumen an sich ist in diesem Fall nicht variabel, aber das nutzbare Wasservolumen wird durch die unterschiedlichen Entnahmerohre verändert.
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Dazu ist in der 4 erkennbar, dass Einlassöffnungen 17a der Entnahmerohre 17 auf unterschiedlichen Niveaus enden, die jeweils unterschiedlichen Wasserpegelhöhen (gestrichelte bzw. strichpunktierte Linien) entsprechen. Oberhalb des jeweiligen Wasserpegels kann sich dementsprechend eine Luftblase ausbilden.
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Wird beispielsweise in einem Reisemobil eine Tauchpumpe (im Normalfall ist diese im Frischwassertank vor dem Heizgerät installiert) verwendet, wird das Wasser in den das (Haupt-)Volumen 6 aufnehmenden Behälter gedrückt, wenn der Kunde/Nutzer einen Wasserhahn/Wasserverbraucher anschaltet. Dadurch wird der Behälter nur bis zu einer Höhe etwas oberhalb des Entnahmerohrs 17 befüllt. Der Wasserpegel liegt somit etwas oberhalb von den in 4 eingezeichneten Wasserpegelständen. Die maximale Höhe ergibt sich durch den maximalen Druck in der Leitung hinter dem Wasservolumen (Höhenunterschied + Druckverlust wird im „normalen“ Reisemobil 1 bar Überdruck nicht überschreiten). Der Druck führt zu einer Kompression der Luft in oberen Teil des Wasservolumens.
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Bei einer Druckpumpe (bis zu ca. 5bar) wird das Luftvolumen unter Umständen sehr stark verkleinert (auf ca. 1/5 des Volumens bei lbar). Der Wasserpegel steigt dann deutlich über das Niveau der Einlassöffnung 17a des Entnahmerohrs 17.
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Bei der Variante von 5 ist ein einzelnes Entnahmerohr 17 vorgesehen, dessen Länge jedoch mit Hilfe eines Schiebeelements 18 variabel ist. Damit lässt sich auch das Niveau der Einlassöffnung 17a des Entnahmerohrs 17 und damit der maximale Wasserpegel sowie das verfügbare Volumen 6 verändern.
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6 zeigt eine Ausführungsform, bei der ebenfalls lediglich ein einzelnes Entnahmerohr 17 vorgesehen ist. Jedoch kann das Entnahmerohr durch andere Entnahmerohre 17-1, 17-2 und 17-3 mit unterschiedlicher Länge und Entnahmehöhe ausgewechselt werden.
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7 zeigt im linken Bildteil eine andere Ausführungsform, bei der das Hauptvolumen 6, das nunmehr das einzige Volumen ist, hinsichtlich seiner Größe durch ein Verdrängungselement 19 veränderbar ist.
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Das Verdrängungselement 19 kann in geeigneter Weise an dem Hauptvolumen 6 befestigt werden, und zum Beispiel von oben eingesetzt werden, wie 7 zeigt.
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Dabei ist es möglich, verschiedene Verdrängungselemente 19a, 19b oder 19c vorzusehen, die jeweils eine unterschiedliche Verdrängung in dem Hauptvolumen 6 bewirken und damit die Volumengröße des Hauptvolumens 6 verändern.
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Bei der technischen Ausgestaltung dieser Variante ist es möglich, die Auswechselbarkeit auch für einen Laien, also für den Bediener des Wassersystems, einfach zu realisieren, so dass er ohne weiteres verschiedene Verdrängungselemente 19 verwenden kann.
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8 zeigt wiederum eine andere Variante, bei der in dem Inneren des das einzige Volumen darstellenden Hauptvolumens 6 ein Verdrängungselement 20 eingesetzt ist.
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Das Verdrängungselement 20 kann zum Beispiel als Ballon mit flexibler bzw. dehnbarer Außenwand ausgestaltet sein, dem über eine Leitung 21 Luft oder ein anderes geeignetes Füllmedium unter Druck zugeführt wird.
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Durch entsprechende Befüllung des ballonartigen Verdrängungselements 20 ändert sich dessen Volumen, wodurch sich entsprechend auch die Rest-Volumengröße im Hauptvolumen 6 ändert.
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9 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der das als nunmehr einziges Volumen dienende Hauptvolumen 6 hinsichtlich seiner Größe veränderlich ist.
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Zu diesem Zweck sind die Seitenwände 22 des Volumens 6 flexibel. Zum Beispiel können die Seitenwände als Balg ausgeführt sein, wie auch 9 zeigt. Durch Strecken oder Stauchen der Seitenwände 22 kann somit die Volumengröße des Volumens 6 verändert werden.
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10 zeigt ein Beispiel für ein Wassersystem mit einer Heizeinrichtung.
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Zu diesem Zweck ist im Inneren des Heizungsgehäuses 2 oberhalb von dem Brenner 5 das Hauptvolumen 6 angeordnet.
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Über den Auslass 9 und die Verbindungsleitung 14 ist das erste Zusatzvolumen 7a angekoppelt. In der Verbindungsleitung 14 ist eine Pumpe 23 als Fördereinrichtung für das Wasser vorgesehen. Die Pumpe 23 ist primär für die Umwälzung während der Aufwärmphase gedacht. Nach der Aufheizung kann die Wasserpumpe im Frischwassertank die Entnahme bewerkstelligen.
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Der Auslass 12 des ersten Zusatzvolumens 7a ist mit einem Einlass 24 eines zweiten Zusatzvolumens 7b über eine Verbindungsleitung 25 gekoppelt. Von der Verbindungsleitung kann darüber hinaus Wasser über einen Auslass 26 abgeführt werden.
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Das zweite Zusatzvolumen 7b weist seinerseits einen Auslass 27 auf, der zu einem Verbraucher geführt werden kann, sowie einen Auslass 28, der über eine Rückführleitung 29 zurück zu dem Hauptvolumen 6 führt.
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Wie aus 10 ersichtlich, kann somit mit Hilfe der Pumpe 23 ein Wasserkreislauf durch das Hauptvolumen 6 und die beiden Zusatzvolumina 7a, 7b geführt werden. Auf diese Weise wird das Wasser nach und nach vollständig durch den Brenner 5 im Hauptvolumen 6 erwärmt.
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Diese Vergrößerung der Gesamt-Volumengröße kann zum Beispiel zweckmäßig sein, wenn eine größere Menge Wasser, zum Beispiel für einen Duschbetrieb, erwärmt werden muss. Wenn hingegen auch kleinere Wassermengen ausreichen, kann die Absperrvorrichtung 13 geschlossen und die Pumpe 23 abgeschaltet werden. In diesem Fall sind die Zusatzvolumina 7a, 7b vom Wasserkreislauf ausgeschlossen. Es wird lediglich das Wasser im Hauptvolumen 6 erwärmt und kann über den Auslass 10 zu einem Verbraucher geführt werden.
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11 zeigt eine Variante zu der Ausführungsform von 10.
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Dabei ist das Hauptvolumen 6 derart verkleinert, dass es nur noch als Durchlauferhitzer dient. Ein größerer Volumenvorrat ist bei dem Hauptvolumen 6 nicht gegeben. Zur Speicherung des erwärmten Wassers dienen alleine die Zusatzvolumina 7a und 7b.
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Der Durchlauferhitzer bzw. das Hauptvolumen 6 kann direkt erhitzt werden, wobei die Rohrleitungen im Rauchgas des Brenners 5 geführt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, den Durchlauferhitzer durch das von dem Brenner 5 erwärmte Heizungswasser für die Heizungsanlage zu führen. Bei einer indirekten Erwärmung wird meist ein Wärmeträgermedium (z.B. Glykol) genutzt und ein zusätzlicher Wärmetauscher eingesetzt.
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Frischwasser kann über eine Zuleitung 30 zugeführt werden.
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12 zeigt wiederum eine andere Variante zu 10, bei der das Hauptvolumen 6 lediglich einen einzigen Auslass 10 aufweist, über den einerseits Warmwasser direkt zu einem Verbraucher oder andererseits - bei geöffneter Absperrvorrichtung 13 - über die Zuleitung 14 zu den bereits beschriebenen Zusatzvolumina 7a, 7b geführt werden kann.
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13 zeigt ein Beispiel für die Anordnung des Wassersystems gemäß 10 in einem Freizeitmobil.
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Dabei ist erkennbar, dass das Hauptvolumen 6 und das erste Zusatzvolumen 7a im Inneren des Freizeitmobils 31 angeordnet sind, während das zweite Zusatzvolumen 7b außerhalb vorgesehen ist. Damit ist es zum Beispiel möglich, dass das zweite Zusatzvolumen 7b erst am Zielort, bei Erreichen des gewünschten Stellplatzes angekoppelt und in das Wassersystem integriert wird. Während der Fahrt des Freizeitmobils 31 kann das zweite Zusatzvolumen 7b hingegen abgebaut sein.
