DE102020005099A1 - Reduzierung des Trinkwasserverbrauches bei druckfesten Warmwasserspeichern - Google Patents

Abstract

Bedingt durch den prognostizierten Klimawandel verbunden mit langen Trockenperioden und der damit verbundenen Wasserknappheit wird das Einsparen von Trinkwasser und der Stabilisierung des Grundwasserspiegels in allen Lebensbereichen immer wichtiger.
Darüber hinaus wird durch das Ersetzen fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energien, die Warmwasseraufbereitung mit elektrischer Energie an Bedeutung gewinnen. Da die Warmwasseraufbereitung ca. zwölf mal Energie verbraucht als die Beleuchtung, wird durch den Umstieg auf grünen Strom betriebene Warmwasserboiler die CO2-Bilanz der Haushalte entscheidend verbessert. Darüber hinaus ergeben sich Vereinfachungen bei der Verbrauchsabrechnung.
Mit der in der eingereichten Patentanmeldung beschriebenen Alternativen 1 kann auf einen Kanalanschluss am Ort des Warmwasserboilers verzichtet werden, was eine erhebliche Kostenreduktion bei Alt- als auch bei Neubauten ermöglicht. Eine Verkalkung des Überdruckventils kann leicht erkannt und durch reinigen oder ersetzen des Überdruckventils leicht behoben werden. Ein erheblicher Trinkwasserverbrauch von bis zu 5000 Liter/Jahr kann somit verhindert werden.
Bei den Alternativen 2 und 3 wird auch noch das bei jedem Aufheizvorgang sich erhöhende Wasservolumen nicht in einen Kanal geleitet, sondern in einem Ausdehnungsgefäß oder im öffentlichen Trinkwassernetz zwischengespeichert, was die Umweltbilanz weiter verbessert.

Description

• 1. 1 Stand der Technik
• Warmwasser ist im Privathaushalt der zweitgrößte Energieverbraucher. Im Durchschnitt wird für Warmwasser zwölf mal mehr Energie verbraucht als für die Beleuchtung. Trotzdem beschäftigen sich viele mit ihren Lampen als mit ihrem Wasserverbrauch.
• Aufgrund des prognostizierten Klimawandels werden künftig die fossilen Brennstoffe mehr und mehr an Bedeutung verlieren und durch emeuerbare Energien ersetzt werden. Für die Warmwasserversorgung werden deshalb elektrische Warmwasseraufbereiter an Bedeutung gewinnen.
• Technisch betrachtet wird bei Warmwasserboilern zwischen offener und geschlossener Bauweise unterschieden.
• Geschlossene bedeuten druckfest, hier können unbegrenzt normale Armaturen verwendet werden. Die meisten großen Boiler sind druckfest.
• Bei offenen , d. h. drucklosen Boilern, müssen hingegen Niederdruckarmaturen verwendet werden. Sie versorgen in der Regel meist nur ein Objekt. Diese Boiler wurden nur wegen der Vollständigkeit erwähnt, sie haben für die Patentanmeldung keine Relevanz.
• Viele Altbauten besitzen keine zentrale Warmwasserversorgung. Der elektrische Anschlusswert ist aber oft zu gering um Durchlauferhitzer zu installieren, sodass nur der Einbau von Warmwasserboilern möglich ist.
• Auch für Neubauten mit mehreren Parteien wird künftig eine dezentrale Warmwasserversorgung von Vorteil sein, da die Boiler dort angebracht werden, wo sie gebraucht werden und sich die Größen anpassen lassen. Darüber hinaus ergeben sich auch Vereinfachungen bei der Verbrauchsabrechnung.
• Der Vorteil von druckfesten Boilern liegt darin, dass handelsübliche Armaturen verwendet werden können und die Anzahl der Zapfstellen nicht begrenzt ist. Liegt jedoch z. B. ein Brausekopf in einer gefüllten Badewanne, so könnte bei Entleerung der Wasserleitung Badewasser durch Rückfluss in die Zuleitung zur Verunreinigung der Trinkwasserversorgung führen. Damit dies nicht geschieht, ist in der Sicherheitsgruppe ein Rückschlagventil direkt hinter dem Überdruckventil in Richtung der Wasseruhr eingebaut. Durch dieses Rückschlagventil kann die durch die Erwärmung des Wassers entstehende Wasserausdehnung nicht in die Kaltwasserzuleitung zurückfließen. Steigt der Druck durch das Aufheizen im Innern des Boilers über einen bestimmten Druck, von z. B. 6 bar, öffnet das Überdruckventil und lässt das Wasser durch stetiges Tropfen entweichen. Das während des Aufheizvorgangs aus dem Überdruckventil laufende Wasser wird in einen eigens dafür installierten Abwasserkanal geleitet.
• Da sich der Tropfvorgang bei jedem Erwärmen des Boilers wiederholt, ist ein Verkalken des Überdruckventils nicht auszuschließen. Da der Kanalanschluss für den Benutzer oft nicht im Sichtfeld liegt, wird das stetige Tropfen des Überdruckventils meist nicht bemerkt. Ein Überdruckventil, das pro Minute 20 Tropfen verliert, vergeudet über das ganze Jahr ca. 5000 Liter Trinkwasser.
• 1. 2 Beschreibung der Erfindung
• Ziel der Erfindung ist es, den unnötigen Trinkwasserverbrauch bei der Warmwasseraufbereitung zu reduzieren oder ganz zu vermeiden und damit den Grundwasserspiegel zu stabilisieren und somit die Umwelt und den Geldbeutel zu schonen.
• Um den unnötigen Wasserverbrauch zu reduzieren oder sogar zu vermeiden, werden mehrere Möglichkeiten aufgezeigt.
• Bei der ersten Alternative wird vorgeschlagen, zusätzlich ein Überdruckventil in eine handelsübliche Armatur einzubauen. Dies hätte den Vorteil , dass bei einer Verkalkung des Überdruckventils das stetige Tropfen ins Waschbecken leicht erkannt wird und schnelle Abhilfe geschaffen werden kann. Damit auch ein Laie ein tropfendes Überdruckventil leicht auswechseln oder reinigen kann, muss konstruktiv darauf geachtet werden, dass nur wenige Handgriffe notwendig sind, um dass Überdruckventil auswechseln oder reinigen zu können.
• Aus Sicherheitsgründen könnte das Überdruckventil in der Armatur auf z. B.5 bar und das in der Sicherheitsgruppe am Ort des Boilers auf 6 bar eingestellt werden. Da nur im Notfall z. B. beim Abdrehen des Eckventils - wenn dies nicht zusätzlich mit einem Überdruckventil ausgestattet ist - würde dann das Überdruckventil der Sicherheitsgruppe ansprechen. Da das austretende Wasservolumen gering ist und nur bei fehlerhafter Bedienung der Wasserinstallation auftritt, könnte auf einen Kanalanschluss am Ort des Boilers verzichtet werden, was die Kosten bei einer Neuinstallation erheblich reduzieren würde.
• In der zweiten Alternative wird vorgeschlagen, ein zweites Überdruckventil - parallel zum Rückschlagventil, nur in umgekehrter Richtung - in die Kaltwasserzuleitung der Sicherheitsgruppe am Ort des Boilers einzubauen. Damit das bereits vorhandene Überdruckventil beim Aufheizvorgang nicht öffnet, muss das zusätzlich eingebaute Überdruckventil bei einem geringeren Druck z. B. bei 5 bar satt bei 6 bar öffnen. Im Versorgungsraum könnte dann ein Ausdehnungsgefäß installiert werden, um das beim Aufheizen des Boilers zusätzlich entstehende Wasservolumen aufzunehmen. Dies hätte darüber hinaus den Vorteil, dass beim Aufheizen des Boilers kein Wasser verbraucht wird. Damit das zurückgespeiste warme Wasser nicht den Kaltwasserstrang beeinflusst, könnte die Sicherheitsgruppe um ein Aufnahmegefäß von ca. 1 Liter ergänzt werden. Dadurch, dass alle erforderlichen Bauelemente innerhalb der Sicherungsgruppe in einem Gehäuse zusammengefasst sind, wird eine raumsparende und kostengünstige Installation ermöglicht.
• Um die private von der öffentlichen Wasserversorgung zu trennen, verlangt der Trinkwasserversorger am Übergabepunkt (Wasseruhr) den Einbau eines Rückschlagventils um zu verhindern, dass Wasser aus dem privaten Bereich wieder in den öffentlichen Trinkwasserbereich gelangen kann.
• Beim Aufheizen eines 80-Literboilers erhöht sich das Wasservolumen um ca. 1 Liter. Die Trinkwasserzuleitung zum Haus wird in der Regel mit einem Durchmesser von 5/4 Zoll verlegt. Wenn nun alle Absperrventile in der Kaltwasserleitung und das Rückschlagventil am Übergabepunkt mit integrierten Rückschlagventilen von z. B. 5 bar ausgerüstet würden, dann würden durch die Wasserausdehnung beim Aufheizen eine Wassersäule von ca. 1,26 m Wasser aus dem privaten in den öffentlichen Bereich zurückgespeist. Da die Zuleitung in der Regel mehrere Meter lang ist, dürfte aus hygienischen Gründen nichts gegen diese Lösung sprechen, da der Hauptwasserstrang nicht tangiert wird.

Claims (5)

1. Einbau eines Überdruckventils in eine handelsübliche Armatur und in das Eckventil, um das beim Aufheizen sich erhöhende Wasservolumen in das vorhandene Waschbecken abzuleiten und den Kanalanschluss am Boiler einzusparen und um eine Verkalkung des Überdruckventils durch stetiges Tropfen leichter zu erkennen und beheben zu können.
2. Einbau eines Überdruckventils in die Sicherheitsgruppe in Richtung Kaltwasserzuleitung von z. B. 5 bar und Einbau eines Ausdehnungsgefäßes im Versorgungsraumes, um den Kanalanschluss am Ort des Boilers einzusparen und das Tropfen beim Aufheizen (Wasserverlust) zu verhindern.
3. Erweiterung der Sicherheitsgruppe um 1 Litergefäß, um das zurückfließende Warmwasser aufzunehmen.
4. Zusammenfassen aller erforderlichen Bauelemente innerhalb der Sicherheitsgruppe in einem Gehäuse um eine raumsparende und kostengünstige Installation zu ermöglichen.
5. Einbau von Überdruckventilen von z. B. 5 bar in alle Absperrventile der Kaltwasserzuleitung und am Übergabepunkt, um den Kanalanschluss und das Ausdehnungsgefäß einzusparen.