DE102019201263A1

DE102019201263A1 - Trink- und Brauchwassersystem und Verfahren zum Spülen desselben

Info

Publication number: DE102019201263A1
Application number: DE102019201263.9A
Authority: DE
Inventors: Thomas Spöler; Manuel Schuppert
Original assignee: Gebr Kemper GmbH and Co KG
Current assignee: Gebr Kemper GmbH and Co KG
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2020-08-06
Also published as: EP3690151A1; CA3069200C; US20200248437A1; DK3690151T3; US11225780B2; CA3069200A1; EP3690151B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trink- und Brauchwassersystem mit einem Anschluss (2) an das öffentliche Wasserversorgungsnetz, zumindest einer zu mindestens einem Verbraucher (8) führenden Versorgungsleitung (4, 6), einem dem Verbraucher (8) in Strömungsrichtung nachgelagerten Spülventil (10) zum Ablassen von Wasser aus dem Trink- und Brauchwassersystem, einer steuerungsmäßig mit dem Spülventil (10) verbundenen Steuerungseinheit (12) und einem dem Verbraucher (8) in Strömungsrichtung vorgelagerten ersten Temperatursensor (18), wobei die Steuerungseinheit (12) ein Spülmodul umfasst, das der Steuerungseinheit (12) Spülvorgänge zu bestimmten Zeiten und/oder in bestimmten Zeitabständen vorgibt. Die vorliegende Erfindung will ein Trink- und Brauchwassersystem angeben, das mit einer effizienten Spülvorrichtung die an ein Trinkwassersystem gestellten hygienischen Anforderungen erfüllt. Zur Lösung der Problemstellung ist ein zweiter Temperatursensor (20) zwischen dem Verbraucher (8) und dem Spülventil (10) angeordnet und die Steuerungseinheit (12) dazu eingerichtet, basierend auf einem vor einem geplanten Startzeitpunkt eines vorgegebenen Spülvorgangs registrierten Temperaturunterschied zwischen einem Messwert des ersten Temperatursensors (18) und einem Messwert des zweiten Temperatursensors (20) zu entscheiden, ob der vorgegebene Spülvorgang ausgesetzt oder verschoben wird. In einem nebengeordneten Aspekt gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Spülen eines solchen Systems an.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trink- und Brauchwassersystem mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1. Ein solches Trink- und Brauchwassersystem ist aus dem auf die Anmelderin zurückgehenden DE 20 2008 002 822 U1 bekannt. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Spülen eines solchen Systems.
Das vorbekannte Trink- und Brauchwassersystem hat einen Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz im Keller eines Gebäudes. Über diesen Anschluss werden mehrere Versorgungsleitungen zur Versorgung verschiedener Wasserverbraucher innerhalb des Gebäudes mit frischem Wasser gespeist. Bei Ausbleiben einer Wasserentnahme durch einen Verbraucher kann abgestandenes Wasser in den Versorgungsleitungen über ein Spülventil in einen Abwasserleitungsstrang abgelassen werden. Das Spülventil ist an einem Ende der Versorgungsleitung bzw. Versorgungsleitungen vorgesehen und steuerungsmäßig mit einer zentralen Steuerungseinheit verbunden. Insbesondere ist die Stellung des Spülventils mittels einer Motorleitung kontrollierbar. Diese ist üblicherweise mittelbar über eine dezentrale Steuereinheit oder unmittelbar mit der zentralen Steuerungseinheit verbunden. Für gewöhnlich koordiniert die zentrale Steuerungseinheit alle Spülvorgänge in einem Gebäude und wertet die nachfolgend beschriebenen Temperatursignale aus. Ein kabelmäßiger Anschluss von Sensoren und Ventilen zur Überwachung und Regulierung des Trinkwassersystems kann aber auch über im Gebäude verteilte dezentrale Steuerungen erfolgen. Diese dezentralen Steuerungen wiederum können integraler Bestandteil einer Gesamteinheit sein, die ebenfalls Sensoren und Ventile enthalten kann. Automatisierte Spülvorgänge sind über ein in die zentrale Steuerungseinheit integriertes Zeitmodul programmierbar. Zusätzlich kann eine über einen Temperatursensor gemessene Wassertemperatur an die zentrale Steuerungseinheit übermittelt werden. Abhängig von der gemessenen Temperatur kann die Periode der Spülzyklen angepasst werden, sodass beispielsweise im Sommer, wenn sich die Leitungen und das darin befindliche Wasser schneller erwärmen, in kürzeren Zeitabständen gespült wird als im Winter. Je nach Gebäude und Leitungsführung ist aber auch der umgekehrte Fall denkbar, sodass im Winter aufgrund des höheren Heizbedarfs sich auch das Trinkwasser mehr als gewünscht erwärmt und daher häufiger gespült werden muss. Die Temperatur hat sich daher als sehr brauchbare Größe herausgestellt, um in Abhängigkeit des Gebäudetyps und der weiteren äußeren Umstände sinnvoll zu spülen.
Aus DE 10 2011 013 955 A1 bzw. EP 2 500 475 A2 ist eine Spülvorrichtung bekannt, die einen Temperaturfühler zur Aufzeichnung des zeitlichen Temperaturverlaufs der Wassertemperatur in einer Trinkwasserleitung beinhaltet. Zeichnet dieser Temperaturfühler über eine vorgegebene Zeitspanne einen konstanten Temperaturverlauf auf, wird ein Spülvorgang durch Öffnen eines Spülventils ausgelöst. Zeichnet der Temperatursensor über eine vorgegebene Zeitspanne keinen konstanten Temperaturverlauf auf, wird ein Spülvorgang unterlassen, indem das Spülventil geschlossen bleibt.
Bleibt eine Trinkwasserleitung über einen längeren Zeitraum ungenutzt, gleicht sich die Temperatur des darin befindlichen stehenden Wassers an die Umgebungstemperatur an. Ein thermisches Gleichgewicht zwischen der Umgebung und der Trinkwasserleitung stellt sich ein. Liegt die Umgebungstemperatur im Bereich der Zimmertemperatur, ist die Bildung von Keimen wie Legionellen begünstigt. Ein Spülen der Trinkwasserleitung ist dann im Hinblick auf die Trinkwasserhygiene geboten.
Bei der Spülvorrichtung nach DE 10 2011 013 955 A1 bzw. EP 2 500 475 A2 kann es dennoch sein, dass ein solcher Spülvorgang ausgesetzt wird. Denn der Angleich der Wassertemperatur in der Trinkwasserleitung an die Umgebungstemperatur ergibt gerade keinen konstanten Temperaturverlauf. Des Weiteren ist die Umgebungstemperatur nicht konstant. Bei Eintritt der Dunkelheit bzw. der Nacht sinkt beispielsweise in der Regel die Umgebungstemperatur. Dadurch sinkt auch die Temperatur von in der Trinkwasserleitung stehendem Wasser. Selten ist der Temperaturverlauf des Trinkwassers in der Trinkwasserleitung über einen bestimmten Zeitraum, selbst bei Ausbleiben einer Nutzung, konstant. Äußere Einflüsse können wie gezeigt dazu führen, dass die Spülvorrichtung nach DE 10 2011 013 955 A1 bzw. EP 2 500 475 A2 den gemessenen Temperaturverlauf fehlinterpretiert, ein Abweichen von einem konstanten Temperaturverlauf als eine Nutzung durch einen Verbraucher deutet und einen Spülvorgang aussetzt, obwohl die Trinkwasserleitung unzureichend oder gar nicht genutzt wurde.
Der vorbekannte Stand der Technik bietet Raum zur Verbesserung hinsichtlich der Spüleffizienz.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Trink- und Brauchwassersystem anzugeben, das mit einer effizienten Spülvorrichtung die an ein Trinkwassersystem gestellten hygienischen Anforderungen erfüllt, und ein Verfahren zum Spülen eines solchen Systems.
Zur vorrichtungsmäßigen Lösung dieser Aufgabenstellung gibt die vorliegende Erfindung ein Trink- und Brauchwassersystem mit den Merkmalen von Anspruch 1 an.
Dieses Trink- und Brauchwassersystem hat einen Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz, über den zumindest die zu mindestens einem Verbraucher führende Versorgungsleitung mit frischem Wasser gespeist wird. Das Spülventil zum Ablassen von Wasser aus dem Trink- und Brauchwassersystem ist dem Verbraucher in Strömungsrichtung nachgelagert angeordnet und mit einer Steuerungseinheit steuerungsmäßig verbunden, die ein Spülmodul umfasst, das der Steuerungseinheit Spülvorgänge zu bestimmten Zeiten und/oder in bestimmten Zeitabständen und/oder in Abhängigkeit gemessener Temperaturen vorgibt. In der Regel steuert die Steuerungseinheit einen Antrieb, der z.B. über ein axial bewegbares oder ein drehbar gelagertes Stellelement einen Ventilkörper des Spülventils relativ zu einem Ventilsitz des Spülventils stellt. Danach ist ein Spülen zu festgelegten Uhrzeiten und/oder in festgelegten Zeitabständen (beispielsweise alle acht Stunden) und/oder in Abhängigkeit von gemessenen Temperaturen in die Steuerungseinheit einprogrammierbar. Eine solche Vorprogrammierung wird für gewöhnlich als Spülplan bezeichnet.
Des Weiteren hat das Trink- und Brauchwassersystem einen dem Verbraucher in Strömungsrichtung vorgelagerten ersten Temperatursensor. Dieser misst die Wassertemperatur in der Versorgungsleitung. Ein zweiter Temperatursensor ist zwischen dem Verbraucher und dem Spülventil angeordnet. Die Steuerungseinheit ist dazu eingerichtet, basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen einem Messwert des ersten Temperatursensors und einem Messwert des zweiten Temperatursensors zu entscheiden, ob ein gemäß Spülplan vorgegebener Spülvorgang durchgeführt, unterlassen oder verschoben wird.
Üblicherweise sind die Zeitabstände zwischen zwei Spülvorgängen so gewählt, dass sich das in den Leitungen befindliche Wasser auch bei Ausbleiben eines Zapfvorgangs eines Verbrauchers nicht in einen kritischen Temperaturbereich entwickelt, in dem Bakterienbildung begünstigt ist. Die Zeitabstände sind in der Regel fest vorgegeben. Um sicherzustellen, dass der kritische Temperaturbereich nicht erreicht wird, kann zusätzlich oder alternativ zu der reinen zeitgesteuerten Spülung eine temperaturgesteuerte Spülung in den Spülplan einprogrammiert sein.
Bevor der kritische Temperaturbereich erreicht wird, initiiert die Steuerungseinheit einen Spülvorgang, d.h. öffnet das Spülventil und schließt es anschließend wieder, wenn ausreichend stehendes Wasser aus dem System abgelassen und durch frisches Kaltwasser ausgetauscht wurde. „Spülen“ bedeutet dabei einen Austausch von in der Leitung stehendem Wasser.
Durch regelmäßiges Zapfen oder durch einen einzigen langanhaltenden Zapfvorgang kann ein gemäß Spülplan programmierter Spülvorgang überflüssig werden. Wird dann dennoch gespült, wird unnötig Wasser verbraucht. Üblicherweise wird das gesamte vor dem Spülventil in dem vorgelagerten Leitungssystem stehende Wasser abgeleitet.
Die vorliegende Erfindung gibt eine Lösung für dieses Problem an.
Zapft ein Verbraucher Wasser aus dem System, sinkt in der Regel die Temperatur in der Versorgungsleitung, da über den Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz kaltes Wasser nachströmt. Dies bewirkt einen Temperaturunterschied zwischen den Messwerten des ersten und des zweiten Temperatursensors. Denn der zweite Temperatursensor ist in Strömungsrichtung hinter dem Verbraucher angeordnet, bevorzugt dem Spülventil zugeordnet und/oder unmittelbar vor dem Spülventil angeordnet. Während sich die Temperatur im Bereich des ersten Temperatursensors durch den direkten Austausch von in der Leitung befindlichem Wasser durch kaltes Wasser im Wesentlichen instantan reduziert, findet im Bereich des zweiten Temperatursensors ein Temperaturausgleich mit dem nachgeströmten kalten Wasser, das nach Beenden des Zapfvorgangs in der Leitung verbleibt, erst allmählich durch Wärmeübertragung (Konvektion) statt. Der Bereich des zweiten Temperatursensors wird in der Regel nicht direkt von dem nachströmenden kalten Wasser durchströmt. Insofern finden die Prozesse in diesen beiden Bereichen auf unterschiedlichen Zeitskalen statt, was dazu führt, dass bei einem Zapfvorgang ein Temperaturunterschied zwischen den Messwerten des ersten und den Messwerten des zweiten Temperatursensors festgestellt werden kann. Der erste und der zweite Temperatursensor messen üblicherweise kontinuierlich und sind datenmäßig mit der Steuerungseinheit verbunden. Ein Temperaturunterschied zwischen den Messwerten des ersten Temperatursensors und den Messwerten des zweiten Temperatursensors wird für gewöhnlich in definierten Zeitabständen, von üblicherweise höchstens einer Minute, in der Steuerungseinheit ermittelt. In der Regel beinhaltet die Steuerungseinheit eine Logikeinheit, die einen Temperaturunterschied durch die Berechnung der Differenz aus dem Messwert des ersten und dem Messwert des zweiten Temperatursensors ermittelt, wobei die Differenz ggf. protokolliert bzw. gespeichert wird. Die Berechnung der Differenz ist vorzugsweise kontinuierlich durchführbar.
So kann die Steuerungseinheit Rückschlüsse auf das Nutzungsverhalten der Verbraucher ziehen. Diese Rückschlüsse fließen in die Entscheidung der Steuerungseinheit ein, ob ein Spülvorgang durchgeführt, unterlassen oder verschoben werden soll. Die Erfindung bewirkt eine nutzungsorientierte Veränderung des Spülplans. Dabei ist das erfindungsgemäße Trink- und Brauchwassersystems weniger anfällig für äußere Einflüsse. Denn diese wirken sich gleichermaßen auf beide Temperatursensoren aus, sodass deren Auswirkungen keinen Einfluss auf die Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors und dem Messwert des zweiten Temperatursensors haben.
Die vorliegende Erfindung erlaubt somit einen hygienisch unbedenklichen Betrieb eines Trink- und Brauchwassersystems. Findet beispielsweise direkt vor einem gemäß Spülplan vorgegebenen Spülvorgang ein signifikanter Zapfvorgang statt, d.h. es wird durch einen Verbraucher eine größere Menge Wasser aus dem System entnommen, kann auf den vorgegebenen Spülvorgang verzichtet bzw. dieser verschoben werden. Denn durch den verbrauchsbedingten Austausch von Wasser bei einem signifikanten Zapfvorgang strömt ausreichend frisches Wasser in das System nach, sodass zur Einhaltung der hygienischen Anforderungen auf den nachfolgenden Spülvorgang verzichtet werden kann. Ist der Zeitabstand zum nächstgeplanten Spülvorgang zu lang, kann der geplante Spülvorgang und alle nachfolgenden Spülvorgänge auch nur um eine bestimmte Zeit verschoben werden. Die Periode zwischen den einzelnen nachfolgenden Spülvorgängen wird dabei in der Regel nicht verändert.
Als Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz im Sinne der vorliegenden Erfindung gilt insbesondere ein solcher Bereich eines Trink- und Brauchwassersystems eines Gebäudes, der unmittelbar mit dem Hauswasserzähler kommuniziert, allerdings noch keinen Abzweig aufweist, der zu einer oder mehreren Versorgungsleitungen führt. Das über das Spülventil abgelassene Wasser wird in der Regel über eine mit einem Abwasserabgang verbundene Abwasserleitung abgeleitet. Als Abwasserabgang im Sinne der vorliegenden Erfindung soll derjenige Rohrleitungsbereich eines Trink- und Brauchwassersystems eines Gebäudes verstanden werden, der das Abwasser an das öffentliche Abwassernetz übergibt. Der Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz als auch der Abwasserabgang befinden sich üblicherweise unmittelbar benachbart zueinander und auf Kellemiveau. Die Versorgungsleitung bzw. die Versorgungsleitungen haben in der Regel einen Nenndurchmesser von DN 20 oder größer.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist die Steuerungseinheit derart eingerichtet, dass die Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors und dem Messwert des zweiten Temperatursensors in vorbestimmten Zeitabständen gebildet und in der Steuerungseinheit für eine festgelegte Mindestdauer gespeichert wird. Die vorbestimmten Zeitabstände zwischen zwei Differenzwerten sind in der Regel gleich. Bevorzugt beträgt das Zeitintervall zwischen zwei Differenzwerten höchstens eine Minute. Die festgelegte Mindestdauer beträgt vorzugsweise 24 Stunden.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungseinheit derart eingerichtet, dass ein gemäß Spülplan vorgegebener Spülvorgang aussetzbar oder verschiebbar ist, wenn die Differenz vor dem geplanten Startzeitpunkt des vorgegebenen Spülvorgangs mindestens 2,5°C, bevorzugt mindestens 3°C, sehr bevorzugt mindestens 3,5°C und besonders bevorzugt mindestens 4°C beträgt. Wird eine Differenz berechnet, die diesen Werten entspricht, wird auf einen signifikanten Zapfvorgang geschlossen.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungseinheit derart eingerichtet, dass die Dauer eines Zapfvorgangs aus dem zeitlichen Verlauf der Differenz ermittelbar ist. Der Startzeitpunkt eines Zapfvorgangs ist dabei in der Regel der Zeitpunkt, ab dem die Differenz anwächst. Der Endzeitpunkt des Zapfvorgangs ist entsprechend üblicherweise der Zeitpunkt, ab dem die Differenz abnimmt. Dass die Differenz nach einem Zapfvorgang wieder abnimmt, liegt daran, dass sich die Wassertemperatur in der Leitung durch Wärmeübertragung allmählich ausgleicht. Die Dauer des Zapfvorgangs ist die Dauer zwischen Start und Endzeitpunkt des Zapfvorgangs.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Steuerungseinheit derart eingerichtet, dass ein vorgegebener Spülvorgang aussetzbar oder verschiebbar ist, wenn die Summe der Dauer aller, bevorzugt signifikanten Zapfvorgänge in einem bestimmten Zeitintervall vor dem geplanten Startzeitpunkt eines vorgegebenen Spülvorgangs einen festgelegten Grenzwert erreicht oder überschreitet. Das bestimmte Zeitintervall vor dem geplanten Startzeitpunkt kann beispielsweise eine Stunde sein. Das genaue Zeitintervall ist vorzugsweise einstellbar und in der Steuerungseinheit hinterlegt. Auch der Grenzwert ist in der Regel in der Steuerungseinheit hinterlegt und vorzugsweise einstellbar.
So kann die Entscheidung der Steuerungseinheit, ob aufgrund des Nutzungsverhaltens der Verbraucher genügend Wasser ausgetauscht wurde, verbessert werden. Entscheidet die Steuerungseinheit, dass aufgrund des Nutzungsverhaltens genügend Wasser ausgetauscht wurde, setzt sie den nächstgeplanten Spülvorgang aus oder verschiebt diesen.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind an die Versorgungsleitungen mindestens zwei Verbraucher angeschlossen, wobei zwischen diesen Verbrauchern ein weiterer Temperatursensor angeordnet ist. So kann für jeden einzelnen Verbraucher ein Nutzungsprofil erstellt werden. Der weitere Temperatursensor erfüllt dabei die Funktion des ersten Temperatursensors für den ihm nachgelagerten Verbraucher.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Versorgungsleitung mindestens einen Stockwerksstrang und mehrere Etagenstränge. Dabei erstreckt sich der Stockwerksstrang in der Regel in der Vertikalen über ein oder mehrere Stockwerke. Ein Etagenstrang erstreckt sich üblicherweise nicht über eine einzelne Etage hinaus. In jedem Etagenstrang ist mindestens ein Verbraucher und ein dem Verbraucher in Strömungsrichtung vorgelagerter Temperatursensor angeordnet. Dadurch kann ein Nutzungsprofil für jede einzelne Etage erstellt werden. Weiter bevorzugt ist am Ende jedes Etagenstrangs ein Spülventil vorgesehen, sodass die einzelnen Etagen je nach Nutzung unterschiedlich gespült werden können.
Der Anschluss der Verbraucher an die Versorgungsleitung kann auf vielfältige Art und Weise gegeben sein. So können mehrere Verbraucher beispielsweise über einen Strömungsteiler an die Versorgungsleitung angeschlossen sein. Genauso gut kann der Anschluss über eine T-Stück-Installation oder eine Ringinstallation realisiert sein. Auch eine zwischen dem Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz, den Verbrauchern und dem Spülventil durchgeschliffene Versorgungsleitung als durchgeschliffene Stockwerksinstallation ist denkbar.
Üblicherweise ist im Bereich des Wasserabgangs ein freier Ablauf vorgesehen. Der freie Ablauf zeichnet sich in der Regel dadurch aus, das Wasser eine Fallstrecke im Schwerefeld der Erde zurücklegt, die entweder unmittelbar in der Umgebungsatmosphäre verläuft oder mit dieser atmosphärisch in Verbindung steht. So kann verhindert werden, dass eine eventuelle Rückströmung innerhalb einer Abwasserleitung in die Versorgungsleitung gelangen kann. Üblicherweise ist im Bereich des freien Ablaufs auch eine Überlauf-Überwachungseinrichtung vorgesehen. Diese kommuniziert in der Regel mit der Steuerungseinheit und/oder einem dem Spülventil zugeordneten Durchflussmengenbegrenzer, sodass bei einem drohenden Überlauf an dem freien Ablauf die Ausflussmenge aus dem Trink- und Brauchwassersystem reguliert bzw. reduziert oder sogar vollständig unterbunden werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Überlauf-Überwachung ein Warnsignal, beispielsweise optisch oder akustisch, ausgeben und/oder an eine übergeordnete Gebäudeleittechnik melden.
Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Steuerungseinheit derart eingerichtet, dass die Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors und dem Messwert des zweiten Temperatursensors in der Steuerungseinheit mit einem Referenzwert verglichen wird. Dabei kann der Referenzwert eine Konstante oder eine gespeicherte, zu einem früheren Zeitpunkt ermittelte Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors und dem Messwert des zweiten Temperatursensors sein. Der Referenzwert kann aber auch eine Referenz-Temperaturdifferenz sein, die einem Mittelwert oder einem Median aus einer Vielzahl von Differenzwerten entspricht. Die Steuerungseinheit ist dabei derart eingerichtet, dass der vorgegebene Spülvorgang ausgesetzt, verschoben oder abgebrochen wird, wenn die Differenz größer ist als der Referenzwert.
Bevorzugt ist der Referenzwert eine Konstante, beispielsweise 2,5 °C, 3°C, 3,5°C oder 4°C.
Nach einer alternativen bevorzugten Weiterbildung ist der Referenzwert eine gespeicherte Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors und dem Messwert des zweiten Temperatursensors. Für den Vergleich zwischen Differenz und Referenzwert kann dabei beispielsweise die ermittelte Differenz zur selben Uhrzeit des vorherigen Tages als Referenzwert definiert werden.
Nach einer weiteren, alternativen bevorzugten Weiterbildung ist der Referenzwert eine Referenz-Temperaturdifferenz, die dem Median aus einer Vielzahl von Differenzwerten entspricht. Vorzugsweise wird der Median aus in einem Abstand von einer Stunde ermittelten Differenzwerten gebildet. Beispielsweise können die letzten jeweils zur vollen Stunde gemessenen 23 Differenzwerte zur Berechnung des Medians herangezogen werden.
Nach einer weiteren, alternativen bevorzugten Weiterbildung ist der Referenzwert eine Referenz-Temperaturdifferenz, die dem Mittelwert aus einer Vielzahl von Differenzwerten entspricht. Vorzugsweise ist dabei der älteste in die Berechnung des Mittelwerts einfließende Differenzwert zum Zeitpunkt der Berechnung höchstens 24 Stunden alt. Weiter bevorzugt wird der Mittelwert zu einer voreingestellten Uhrzeit berechnet und üblicherweise gespeichert, bis er am darauffolgenden Tag von dem wiederum zur voreingestellten Uhrzeit berechneten Mittelwert ersetzt oder überschrieben wird.
Nach einer weiteren alternativen bevorzugten Weiterbildung ist der Referenzwert eine Referenz-Temperaturdifferenz, die dem Mittelwert aus einer Vielzahl von Differenzwerten entspricht, wobei der Mittelwert aus den ermittelten Differenzwerten des vorherigen Tages gebildet ist.
Zur Lösung des verfahrensmäßigen Problems gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Spülen eines Trink- und Brauchwassersystem an. Dabei wird eine Temperaturdifferenz zwischen einer in einem Bereich vor einem Spülventil gemessenen Temperatur und einer in einem Bereich vor einem Verbraucher gemessenen Temperatur gebildet, aufgrund derer eine Steuerungseinheit entscheidet, ob ein Spülvorgang durchgeführt, unterlassen oder verschoben wird. Als Durchführen ist insbesondere ein Starten oder ein Fortsetzen zu verstehen. Als Unterlassen ist insbesondere ein Beenden oder ein Nichtstarten zu verstehen.
Als Bereich vor dem Verbraucher ist in der Regel ein Leitungsabschnitt zu verstehen, der sich zwischen dem Verbraucher und einem Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz erstreckt. Als Bereich vor dem Spülventil ist üblicherweise ein Leitungsabschnitt zu verstehen, der sich zwischen dem Spülventil und dem Verbraucher erstreckt. In diesen Bereichen ist für gewöhnlich jeweils ein Temperatursensor zur Messung der Temperatur vorgesehen. Vorzugsweise ist ein erster Temperatursensor unmittelbar dem Verbraucher und ein zweiter Temperatursensor unmittelbar dem Spülventil zugeordnet.
Ein Spülmodul der Steuerungseinheit gibt in der Regel das Öffnen des Spülventils zu bestimmten Zeiten und/oder in bestimmten Zeitabständen und/oder in Abhängigkeit gemessener Temperaturen vor. Für gewöhnlich wird die Differenz der Messwerte des ersten und des zweiten Temperatursensors gebildet. Diese kann als Funktion der Zeit durch Messen in diskreten Zeitabständen oder durch kontinuierliches Messen gebildet und vorzugsweise gespeichert werden. Der für die Entscheidung über das Spülen zu berücksichtigende Zeitraum ist vorzugsweise einstellbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt nach einer oder mehreren der voranstehend diskutierten Weiterbildungen ausgestaltet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der 1, die eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Trink- und Brauchwassersystems zeigt.
Die 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Trink- und Brauchwassersystems eines nicht näher gezeigten Gebäudes. Das Trink- und Brauchwassersystem des Gebäudes hat einen Anschluss 2 an das öffentliche Wasserversorgungsnetz, um das Gebäude mit Frischwasser zu versorgen. Bei diesem Frischwasser handelt es sich üblicherweise um Kaltwasser. Über den Anschluss 2 wird eine Versorgungsleitung, die einen Stockwerksstrang 4 umfasst, gespeist. Der Stockwerksstrang 4 erstreckt sich in vertikaler Richtung vom Keller oder Erdgeschoss bis hin zu einer zweiten Etage. Die erste und die zweite Etage werden jeweils von einem Etagenstrang 6 mit Wasser versorgt, der an den Stockwerkstrang 4 angeschlossen ist und in der jeweiligen Etage horizontal verläuft. In jeder Etage sind drei Verbraucher 8 über eine Ringinstallation an die Etagenleitung 6 angeschlossen. An dem den Verbrauchern 8 in Strömungsrichtung nachgelagerten Ende des Etagenstrangs 6 ist jeweils ein Spülventil 10 angeordnet. Die Spülventile 10 sind steuerungsmäßig mit einer Steuerungseinheit 12 verbunden.
Die Steuerungseinheit 12 beinhaltet ein Zeitmodul, das der Steuerungseinheit 12 Zeiten vorgibt, zu denen die Steuerungseinheit die Spülventile 10 öffnet. Bei geöffneten Spülventilen 10 fließt Wasser aus dem Trink- und Brauchwassersystem über einen freien Ablauf 14 in eine Abwasserleitung 16 ab. In der Etagenleitung 6 ist den Verbrauchern 8 in Strömungsrichtung vorgelagert ein erster Temperatursensor 18 vor der Ringinstallation angeordnet. Der erste Temperatursensor 18 misst die Wassertemperatur in der Etagenleitung 6 vor den Verbrauchern 8 und sendet die gemessene Temperatur an die Steuerungseinheit 12. Durch einen Zapfvorgang eines Verbrauchers 8 fließt frisches Kaltwasser aus dem Anschluss 2 über den Stockwerksstrang 4 in den Etagenstrang 6 nach. Das nachfließende frische Kaltwasser hat in der Regel eine geringere Temperatur als das bereits in dem Etagenstrang befindliche abgestandene Wasser. Die gemessene Temperatur des ersten Temperatursensors 18 sinkt daher in der Regel im Falle eines Zapfvorgangs eines Verbrauchers 8. Ein zweiter Temperatursensor 20 ist jeweils dem Spülventil 10 zugeordnet und diesem unmittelbar in Strömungsrichtung vorgelagert. Auch der zweite Temperatursensor 20 misst kontinuierlich die Wassertemperatur und sendet die gemessenen Werte an die Steuerungseinheit 12. Die gemessene Temperatur des zweiten Temperatursensors 20 ändert sich in der Regel während eines Zapfvorgangs eines Verbrauchers 8 auf einer anderen Zeitskala als die des ersten Temperatursensors 18, da der Leitungsabschnitt, in dem sich der zweite Temperatursensor 20 befindet, nicht unmittelbar von dem frischen Kaltwasser durchströmt wird, wie es bei dem ersten Temperatursensor 18 der Fall ist. Die Steuerungseinheit 12 kann daher mit einer integrierten Logik feststellen, dass sich bei einem Zapfvorgang eines Verbrauchers 8 ein Temperaturunterschied zwischen dem ersten Temperatursensor 18 und dem zweiten Temperatursensor 20 einstellt. Überschreitet die Temperaturdifferenz einen voreinstellbaren Grenzwert, beispielsweise 4°C, kann die Steuerungseinheit einen von dem Zeitmodul vorgegebenen Spülvorgang aussetzen oder verschieben. Die Steuerungseinheit 12 kann so eingerichtet sein, dass mehrere solcher Zapfvorgänge, bei denen der Grenzwert überschritten wird, in einem festgelegten Zeitfenster von beispielsweise 4 Stunden vor dem geplanten Startzeitpunkt eines vorgegebenen Spülvorgangs registriert werden müssen, um zu entscheiden, dass der vorgegebene Spülvorgang ausgesetzt bzw. verschoben werden soll.
In dem Etagenstrang 6 der ersten Etage sind zwei weitere Temperatursensoren 22 vorgesehen, die jeweils zwischen zwei Verbrauchern 8 angeordnet sind. Auch die weiteren Temperatursensoren 22 messen kontinuierlich die Wassertemperatur und senden die gemessenen Werte an die Steuerungseinheit 12. Die Steuerungseinheit 12 kann die gemessenen Werte der weiteren Temperatursensoren 22 jeweils mit den gemessenen Temperaturen des zweiten Temperatursensors 20 vergleichen, um für jeden einzelnen Verbraucher 8 ein eigenes Nutzungsprofil zu erstellen.
Bezugszeichenliste

2: Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz
4: Stockwerksstrang
6: Etagenstrang
8: Verbraucher
10: Spülventil
12: Steuerungseinheit
14: freier Ablauf
16: Abwasserleitung
18: erster Temperatursensor
20: zweiter Temperatursensor
22: weiterer Temperatursensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202008002822 U1 [0001]
DE 102011013955 A1 [0003, 0005]
EP 2500475 A2 [0003, 0005]

Claims

Trink- und Brauchwassersystem mit einem Anschluss (2) an das öffentliche Wasserversorgungsnetz, zumindest einer zu mindestens einem Verbraucher (8) führenden Versorgungsleitung (4, 6), einem dem Verbraucher (8) in Strömungsrichtung nachgelagerten Spülventil (10) zum Ablassen von Wasser aus dem Trink- und Brauchwassersystem, einer steuerungsmäßig mit dem Spülventil (10) verbundenen Steuerungseinheit (12) und einem dem Verbraucher (8) in Strömungsrichtung vorgelagerten ersten Temperatursensor (18), wobei die Steuerungseinheit (12) ein Spülmodul umfasst, das der Steuerungseinheit (12) Spülvorgänge zu bestimmten Zeiten und/oder in bestimmten Zeitabständen und/oder in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur vorgibt, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Temperatursensor (20) zwischen dem Verbraucher (8) und dem Spülventil (10) angeordnet ist und dass die Steuerungseinheit (12) dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Temperaturunterschied zwischen einem Messwert des ersten Temperatursensors (18) und einem Messwert des zweiten Temperatursensors (20) zu entscheiden, ob der vorgegebene Spülvorgang durchgeführt, unterlassen oder verschoben wird.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (12) dazu eingerichtet ist, eine Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors (18) und dem Messwert des zweiten Temperatursensors in vorbestimmten Zeitabständen zu bilden und für eine festgelegte Mindestdauer zu speichern.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (12) dazu eingerichtet ist, eine Dauer eines Zapfvorgangs aus dem zeitlichen Verlauf der Differenz zu ermitteln.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (12) derart eingerichtet ist, dass ein vorgegebener Spülvorgang aussetzbar oder verschiebbar ist, wenn die Summe der Dauer aller Zapfvorgänge in einem bestimmten Zeitintervall vor einem geplanten Startzeitpunkt des vorgegebenen Spülvorgangs einen festgelegten Grenzwert erreicht oder überschreitet.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Versorgungsleitung (4, 6) mindestens zwei Verbraucher (8) angeschlossen sind und dass zwischen diesen Verbrauchern (8) ein weiterer Temperatursensor (22) angeordnet ist.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (4, 6) mindestens einen Stockwerksstrang (4) und mehrere Etagenstränge (6) umfasst und dass in jedem Etagenstrang (6) mindestens ein Verbraucher (8), ein dem Verbraucher (8) in Strömungsrichtung vorgelagerter Temperatursensor (18) und ein dem Verbraucher (8) in Strömungsrichtung nachgelagertes Spülventil (10) angeordnet sind.
Trink- und Brauchwassersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, die Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors und dem Messwert des zweiten Temperatursensors mit einem Referenzwert zu vergleichen und einen vorgegebenen Spülvorgang auszusetzen, zu verschieben oder abzubrechen, wenn die Differenz größer als der Referenzwert ist.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert eine Konstante, insbesondere 2,5 °C, 3°C, 3,5°C oder 4°C, ist.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert eine Referenz-Temperaturdifferenz ist, die einer gespeicherten Differenz zwischen dem Messwert des ersten Temperatursensors und dem Messwert des zweiten Temperatursensors entspricht.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert eine Referenz-Temperaturdifferenz ist, die dem Median aus einer Vielzahl von Differenzwerten entspricht.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzwert eine Referenz-Temperaturdifferenz ist, die dem Mittelwert aus einer Vielzahl von Differenzwerten entspricht.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der älteste Differenzwert, der Eingang in die Berechnung des Mittelwerts findet, höchstens 24 Stunden zurückliegt.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert zu einer voreingestellten Uhrzeit berechnet wird.
Trink- und Brauchwassersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelwert aus den ermittelten Werten des vorherigen Tages gebildet ist.
Verfahren zum Spülen eines Trink- und Brauchwassersystems, bei dem eine Temperaturdifferenz zwischen einer in einem Bereich vor einem Spülventil gemessenen Temperatur und einer in einem Bereich vor einem Verbraucher gemessenen Temperatur gebildet wird, aufgrund der eine steuerungsmäßig mit dem Spülventil verbundene Steuerungseinheit entscheidet, ob ein Spülvorgang durchgeführt, unterlassen oder verschoben wird.