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Die Erfindung betrifft eine Leitungsanordnung mit dezentraler Trinkwassererwärmung in mindestens einer Nutzungseinheit eines Hauses mit einer Hauszirkulationsleitung für kaltes Trinkwasser, mit mindestens einer in einer Nutzungseinheit angeordneten und mit der Hauszirkulationsleitung verbundenen Warmwasserleitung, mit einem in der Warmwasserleitung angeordneten Trinkwassererwärmer und mit mindestens einer in Strömungsrichtung hinter dem Trinkwassererwärmer angeordneten Entnahmestelle. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer Leitungsanordnung mit dezentraler Trinkwassererwärmung.
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Für den Betrieb einer Trinkwasseranlage mit einer zuvor beschriebenen Leitungsanordnung ist es von besonderer Bedeutung das Entstehen und Vermehren von potentiell pathogene Keimen und Mikroorganismen zu verhindern oder zumindest zu minimieren. Bei der dezentral in den einzelnen Nutzungseinheiten wie Wohnungen, Büros, Lagern oder Werkstätten installierten Warmwassererwärmung in Durchlauferhitzern, Boilern oder in heizungsseitig erwärmten sogenannten Wohnungsstationen tritt jedoch das Problem auf, dass lange Standzeiten zwischen zwei Warmwasserentnahmen auftreten. Da Kaltwasser immer einen geringen Anteil an Legionellen oder andere potentiell pathogene Keime und Mikroorganismen enthält, neigen die Trinkwassererwärmer auf Grund Ihrer Oberflächen und der langen Stagnationsphasen zur Verkeimung. Diese Problematik wird zudem durch langjährig steigende Umgebungstemperaturen noch verstärkt, da das Trinkwasser in der Warmwasserleitung nicht ausreichend abkühlen kann.
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Daher liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, die Verkeimung von dezentral installierten Trinkwassererhitzern zu verringern oder zu verhindern.
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Das zuvor aufgeführte technische Problem wird erfindungsgemäß bei einer eingangs genannten Leitungsanordnung dadurch gelöst, dass eine Zirkulationsleitung in Strömungsrichtung hinter dem Trinkwassererwärmer angeschlossen ist und die Warmwasserleitung mit der Hauszirkulationsleitung verbindet und dass eine Zirkulationspumpe in der Zirkulationsleitung angeordnet ist.
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Somit wird durch einen Betrieb der Zirkulationspumpe gewährleistet, dass ein Austausch des in der Warmwasserleitung vorhandenen Wassers erfolgt und eine zu lange Stagnation des Wassers in dem Trinkwassererwärmer und den angeschlossenen Leitungen vermieden wird.
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Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Zirkulationsleitung anzuschließen. Zum einen kann die Zirkulationsleitung vor der ersten Entnahmestelle an der Warmwasserleitung angeschlossen sein. Somit wird vor allem die Leitungsanordnung in der Nähe des Trinkwassererwärmers durchspült und kann insbesondere bei einer Nachrüstung leicht montiert werden. Die Zirkulationsleitung kann zum anderen auch hinter der in Strömungsrichtung letzten Entnahmestelle an der Warmwasserleitung angeschlossen sein. In diesem Fall werden auch alle Zuleitungen der Entnahmestellen durchgespült und der Austausch von in den Zuleitungen verbliebenen Warmwassers wird somit gewährleistet.
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In bevorzugter Weise ist ein Strömungswächter in der Warmwasserleitung angeordnet. Dadurch kann die Leitungsanordnung auf den Durchfluss bzw. auf Stagnationszeiten überwacht werden und der Betrieb der Zirkulationspumpe kann in Abhängigkeit von den Messsignalen des Strömungswächters gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Temperatursensor in der Warmwasserleitung angeordnet sein, um die Temperatur des Trinkwassers in der Warmwasserleitung zu messen und eine Überwachung der Temperatur zu ermöglichen.
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Darüber hinaus ist in vorteilhafter Weise auch eine Kaltwasserleitung in der Nutzungseinheit eingangsseitig an der Hauszirkulationsleitung und ausgangsseitig an der Zirkulationsleitung angeschlossen. Somit kann auch das Wasser in der Kaltwasserleitung zusätzlich zur Warmwasserleitung mittels der Zirkulationspumpe ausgetauscht werden. Da Kaltwasserleitungen oft parallel und mit geringem Abstand zu den Warmwasserleitungen installiert sind, kann somit mit geringem zusätzlichen Aufwand auch eine Stagnation in der Kaltwasserleitung vermieden werden.
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Bei weiteren bevorzugten Ausgestaltungen der beschriebenen Leitungsanordnung ist eine Hauszirkulationspumpe in der Hauszirkulationsleitung und/oder eine eine Kühlvorrichtung und/oder eine Filtereinheit in der Hauszirkulationsleitung angeordnet. Diese Elemente dienen einem verbesserten Betrieb der Leitungsanordnung.
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Das oben aufgezeigte technische Problem wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer Leitungsanordnung mit dezentraler Trinkwassererwärmung gelöst, bei dem einer Hauszirkulationsleitung kaltes Trinkwasser zugeführt wird, bei dem mindestens einer mit einer Steigleitung der Hauszirkulationsleitung verbundenen Warmwasserleitung kaltes Trinkwasser zugeführt wird, bei dem das Trinkwasser in der Warmwasserleitung während eines ersten Zeitintervalls erwärmt und zumindest teilweise entnommen wird und bei dem das Trinkwasser in der Warmwasserleitung während eines zweiten Zeitintervalls durch eine Zirkulationsleitung in die Hauszirkulationsleitung abgeführt wird.
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Das beschriebene Verfahren kann durch eine Anwendung einer Wasserzirkulation in der Warmwasserleitung eine zu lange Stagnation des Wassers und insbesondere das Entstehen von ungewollten Verunreinigungen durch Keime in dem Trinkwassererwärmer reduzieren. Neben dem ersten Zeitintervall des Erwärmens des Trinkwassers und neben dem zweiten Zeitintervall der Zirkulation und Austausch des Trinkwassers gibt es noch eine dritte Zeitspanne, in der das Trinkwasser weder erwärmt noch zirkuliert wird. Die Reihenfolge der einzelnen Zeitintervalle ist dabei beliebig und kann von einer Steuerung eingeteilt werden.
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Dazu wird in bevorzugter Weise die Zeitspanne nach dem Ende eines ersten Zeitintervalls mit Entnahme von Warmwasser gemessen und nach Überschreiten einer vorgegebenen Länge der Zeitspanne das Trinkwasser in der Warmwasserleitung während eines zweiten Zeitintervalls zumindest teilweise über die Zirkulationsleitung abgeführt. Somit wird nicht nach jedem ersten Zeitintervall zwingend eine Zirkulation eines zweiten Zeitintervalls durchgeführt, wenn zwei erste Zeitintervalle innerhalb einer ausreichend kurzen Zeitspanne nacheinander folgen. Erst wenn der zeitliche Abstand zum ersten Zeitintervall zu groß wird, wird eine Zirkulation in einem zweiten Zeitintervall durchgeführt.
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Für eine Bestimmung der Länge der Zeitspann nach einem ersten Zeitintervall gibt es verschiedene Möglichkeiten. Zum einen kann die Länge der Zeitspanne mittels einer Uhr gemessen werden und die Zirkulation nach Erreichen eines voreingestellten Wertes ausgelöst werden. Dabei kann das Ende eines ersten Zeitintervalls mittels einer Messung der Durchflussrate in der Warmwasserleitung ermittelt werden und die Messung der Zeitspanne ausgelöst werden.
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Zum anderen kann mittels einer Messung der Temperatur des Trinkwassers in der Warmwasserleitung ermittelt werden, wann ein Auslösen einer Zirkulation einer zweiten Zeitspanne erfolgt. Wenn also die Temperatur in der Warmwasserleitung einen vorgegebenen Wert unterschreitet, dann wird die Messung der Zeitspanne ausgelöst. Wenn über eine vorgegebene Zeitspanne die Temperatur kleiner als eine vorgegebene Temperatur ist, dann ist das ein Hinweis darauf, dass eine Stagnation ohne neue Erwärmung des Trinkwassers vorliegt und ein zweites Zeitintervall mit Zirkulation des Trinkwassers in der Warmwasserleitung erfolgen soll.
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Die beschriebene Leitungsanordnung und das Verfahren zum Betreiben der Leitungsanordnung dienen somit einer Sicherstellung der Trinkwasserhygiene bei dezentraler Trinkwassererwärmung in der Nutzungseinheit, die als Wohnung, Büro, Werkstatt oder Ähnliches verwendet wird. Daher können auch bei größeren Standzeiten sichere Hygienebedingungen gewährleistet werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung und
- 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung.
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In der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele werden Bauteile und Elemente mit gleicher Funktion und gleicher Wirkungsweise mit denselben Bezugszeichen versehen, auch wenn die Bauteile und Elemente bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen in ihrer Dimension oder Form Unterschiede aufweisen können.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leitungsanordnung 2 mit dezentraler Trinkwassererwärmung in mindestens einer Nutzungseinheit 4 eines Hauses. Im Haus ist eine Hauszirkulationsleitung 6 mit einer Steigleitung und einer Rückführleitung für kaltes Trinkwasser installiert, die an einen Kaltwasserhausanschluss 8 angeschlossen ist.
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In der Nutzungseinheit 4 ist eine mit der Hauszirkulationsleitung 6 verbundene Warmwasserleitung 10 verbunden, in der ein Trinkwassererwärmer 12 in Form eines Durchlauferhitzers angeordnet ist. In Strömungsrichtung hinter dem Trinkwassererwärmer 12 ist eine Entnahmestelle 14 vorgesehen, aus der das erwärmte Trinkwasser entnommen werden kann. Die Warmwasserleitung 10 führt also zunächst ausgehend von der Hauszirkulationsleitung 6 kaltes Trinkwasser, das in dem Trinkwassererwärmer 12 erwärmt wird und dann zur Entnahmestelle 14 geleitet wird.
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Zusätzlich ist eine Kaltwasserleitung 16 mit der Hauszirkulationsleitung 6 verbunden und führt kaltes Trinkwasser zur Entnahmestelle 14, das mit dem Warmwasser gemischt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist eine Zirkulationsleitung 18 in Strömungsrichtung hinter dem Trinkwassererwärmer 12 angeschlossen und verbindet die Warmwasserleitung 10 mit der Hauszirkulationsleitung 6. Des Weiteren ist eine Zirkulationspumpe 20 in der Zirkulationsleitung 18 angeordnet, um die Zirkulation des Trinkwassers durch die Warmwasserleitung 10, durch den Trinkwassererwärmer 12 und durch die Zirkulationsleitung 18 hindurch zu erzeugen. Dadurch kommt es zu einem Austausch des Trinkwassers innerhalb des Trinkwassererwärmers 12 und eine Entstehung einer Verunreinigung durch Keime oder durch Ablagerungen von Kalk oder sonstigen Rückständen wird verringert oder sogar vermieden.
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Wie 1 weiterhin zeigt, ist die Zirkulationsleitung 18 in Strömungsrichtung vor der Entnahmestelle 14 an der Warmwasserleitung 10 angeschlossen. Diese Position ist relativ nahe an dem Trinkwassererwärmer 12 angeordnet, so dass vor allem das Trinkwasser aus dem Trinkwassererwärmer 12 ausgetauscht wird. Diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, dass ein nachträglicher Einbau erleichtert und der Aufwand des Einbaus verringert wird.
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In 1 ist auch ein Strömungswächter 22 gezeigt, der in der Warmwasserleitung 10 auf der Strecke zur Entnahmestelle 14 angeordnet ist. Der Strömungswächter 22 erfasst die Durchströmung der Warmwasserleitung 10 zur Entnahmestelle 14 und zeigt somit an, in welchem Zeitintervall Warmwasser entnommen wird, der Trinkwassererwärmer 12 also in Betrieb ist. Durch eine nicht dargestellte Datenübertragungsstrecke werden die Messsignale an die Steuerung der Zirkulationspumpe 20 übertragen.
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In der Steuerung der Zirkulationspumpe 20 wird auf der Basis der Messsignale des Strömungswächters 22 ein erstes Zeitintervall der Entnahme von Warmwasser bestimmt. Die Steuerung der Zirkulationspumpe 20 ist zudem so eingestellt, dass die Zirkulationspumpe 20 für ein Pumpen des Wassers während eines zweiten Zeitintervalls eingeschaltet wird, wodurch die Zirkulation durch die Zirkulationsleitung 10 erzeugt wird. Die Dauer des zweiten Zeitintervalls ist dabei vorgegeben und kann anlagenbedingt, insbesondere abhängig von der Länge der Leitungen angepasst werden.
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Mittels einer Uhr wird die Zeitspanne nach dem Ende einer letzten Entnahme von Warmwasser aus der Warmwasserleitung 10, also nach dem ersten Zeitintervall gemessen. Wenn die Steuerung der Zirkulationspumpe 20 eine Zeitspanne größer als eine vorgegebene Zeitspanne feststellt, wird die Zirkulationspumpe 20 für ein zweites Zeitintervall eingeschaltet. Somit wird im Intervallbetrieb die Zirkulation des Wassers in der Zirkulationsleitung erzeugt und eine Ausbreitung von Keimen verhindert werden.
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Anstelle des Strömungswächters 22 kann auch ein Meldekontakt verwendet werden. Bei einem Trinkwassererwärmer 12 mit einer Steuerung kann die Steuerung einen Meldekontakt aufweisen, der anzeigt, wann der Trinkwassererwärmer 12 in Betrieb ist. Wenn der Trinkwassererwärmer 12 in Betrieb ist, ist die Zirkulationspumpe 20 ausgeschaltet. Sobald der Trinkwassererwärmer 12 außer Betrieb geht, kann die Zeitspanne gemessen werden, wie lange der Trinkwassererwärmer 12 ausgeschaltet ist.
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Zudem ist nach 1 die Kaltwasserleitung 16 eingangsseitig an der Hauszirkulationsleitung 6 und ausgangsseitig an der Zirkulationsleitung 18 angeschlossen. Somit wird bei der Betätigung der Zirkulationspumpe 20 nicht nur die Warmwasserleitung 10, sondern auch die Kaltwasserleitung 16 durchgespült. In diesem Fall muss darauf geachtet werden, ob das Wasser auf Grund der unterschiedlichen hydraulischen Widerstände gegebenenfalls hauptsächlich nur durch Kaltwasserleitung 16 fließt, aber nicht durch Warmwasserleitung 10. Optional können die Durchflüsse gezielt gesteuert werden, in dem die Ausgangsseite der Kaltwasserleitung 16 mit einem Ventil geschlossen und geöffnet werden kann.
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Weiterhin kann ausgangsseitige Leitung von der Kaltwasserleitung 16 in die Zirkulationsleitung 18 nicht vorhanden sein und die Kaltwasserleitung 16 endet an der Entnahmestelle 14.
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Für eine verbesserte Funktionsweise der beschriebenen Leitungsanordnung 2 ist in 1 dargestellt, dass eine Hauszirkulationspumpe 24 in der Hauszirkulationsleitung 6 angeordnet, um die Zirkulation in der Hauszirkulationsleitung 6 aufrecht zu halten. Des Weiteren ist eine Filtereinheit 26 in Form eines Ultrafilters in der Hauszirkulationsleitung 6 angeordnet, um Verschmutzungen und ggf. auch Keime aus dem zirkulierenden Wasser zu entfernen. Dazu ist die Filtereinheit bevorzugt als Ultrafiltrationseinheit ausgebildet. Schließlich ist eine Kühlvorrichtung 28 in der Hauszirkulationsleitung 6 angeordnet, um das zurückfließende Trinkwasser abzukühlen. Somit kann eine gleichbleibende Temperatur des Trinkwassers in der Zirkulationsleitung 6 gewährleistet werden.
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2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Leitungsanordnung 2, das ähnlich wie das Ausführungsbeispiel nach 1 ausgestaltet ist und bei dem gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile kennzeichnen.
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Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel zeigt 2, dass vorliegend zwei Entnahmestellen 14a und 14b in der Warmwasserleitung 10 in Reihe angeordnet sind und dass die Zirkulationsleitung 18 hinter der in Strömungsrichtung letzten Entnahmestelle 14b an der Warmwasserleitung angeschlossen ist. Somit wird bei einer Betätigung der Zirkulationspumpe 20 der gesamte Kreis der Warmwasserleitung 10 und Zirkulationsleitung 18 durchströmt und das Wasser in die Hauszirkulationsleitung 6 abgeführt. Diese Ausgestaltung der Leitungsanordnung 2 ist aufwändiger in der Installation und somit hauptsächlich für eine Neuinstallation geeignet, jedoch wird ein vollständiger Austausch des Warmwassers über den Trinkwassererwärmer 12 hinaus erreicht.
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Bei der in 2 dargestellten Ausgestaltung der Leitungsanordnung 2 ist auch eine Kaltwasserleitung 16 vorgesehen, die beide Entnahmestellen 14a und 14b mit kaltem Trinkwasser versorgt und hinter der Entnahmestelle 14b mit der Zirkulationsleitung 18 verbunden ist. Wie bereits zum Ausführungsbeispiel nach 1 ausgeführt worden ist, muss darauf geachtet werden, ob das Wasser auf Grund der unterschiedlichen hydraulischen Widerstände gegebenenfalls hauptsächlich nur durch Kaltwasserleitung 16 fließt, aber nicht durch Warmwasserleitung 10. Optional können die Durchflüsse gezielt gesteuert werden, in dem die Ausgangsseite der Kaltwasserleitung 16 nach der letzten Entnahmestellt 14b mit einem Ventil geschlossen und geöffnet werden kann.
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Weiterhin kann ausgangsseitige Leitung von der Kaltwasserleitung 16 in die Zirkulationsleitung 18 nicht vorhanden sein und die Kaltwasserleitung 16 endet an der Entnahmestelle 14b.
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Des Weiteren ist bei der Leitungsanordnung 2 nach 2 ein Temperatursensor 30 in der Warmwasserleitung 10 angeordnet. Die Steuerung der Zirkulationspumpe 20 kann dann auf der Basis der Temperaturmesswerte des Temperatursensors 30 den Zeitpunkt bestimmen, ab wann eine erneute Zirkulation des Trinkwassers in der Warmwasserleitung 10 zu erfolgen hat.
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So kann beispielsweise zunächst während eines ersten vom Nutzer abhängigen Zeitintervalls das Trinkwasser durch den Trinkwassererwärmer 12 erwärmt werden. Nach Abschluss des ersten Zeitintervalls wird dann die Temperatur in der Warmwasserleitung 10 über eine vorgegebene Zeitspanne von beispielsweise einer Stunde darauf überwacht, ob ein vorgegebener Temperaturwert überschritten worden ist. Das Überschreiten des Temperaturwertes vor Ablauf der Zeitspanne zeigt an, dass ein erneutes erstes Zeitintervall mit Erzeugung von warmen Trinkwasser erfolgt ist. Wenn die Zeitspanne überschritten wird und die Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur geblieben ist, ist dieses ein Anzeichen dafür, dass keine erneute Erwärmung des Trinkwassers erfolgt ist und Zirkulationspumpe 20 eingeschaltet werden muss, um während eines zweiten Zeitintervalls eine Zirkulation des Trinkwassers in der Warmwasserleitung 10 und der Zirkulationsleitung 18 zu erzeugen.
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Als Grenzwert für die einzuhaltende Temperatur des Warmwassers kann ein Wert von 30° C angenommen werden.
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Die Zirkulationspumpe 20 kann dann beispielsweise für eine Dauer von beispielweise 5 Minuten eingeschaltet, wenn über einen Meldekontakt, einen Durchflusswächter oder einen Temperatursensor (z.B. T < 30°C) festgestellt wurde, dass der Trinkwassererwärmer 12 für mehr als beispielweise 4 Stunden nicht genutzt wurde bzw. die Temperatur zu niedrig ist. Damit keine dauerhafte Stagnation in der Zirkulationsleitung 18 entsteht, ist es vorteilhaft, die Zirkulationspumpe 20 mindestens 2 mal täglich einzuschalten.
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Sobald jedoch eine Nutzung des Trinkwassererwärmers 12 festgestellt wurde, wird die Zirkulationspumpe 20 wieder gestoppt.
