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Die Erfindung betrifft ein Grauwasser-Speichersystem für eine Sanitär-Anlage, eine Sanitär-Anlage mit dem Grauwasser-Speichersystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Grauwasser-Speichersystems einer Sanitär-Anlage.
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Zur Spülung von Toiletten sind insbesondere nach dem Schwerkraftprinzip arbeitende Spülsysteme bekannt, bei denen zur Auslösung des Spülvorgangs ein üblicherweise im Boden eines Spülkastens angeordnetes Spülventil geöffnet wird. Der Spülkasten bildet dabei einen Behälter zur Bevorratung von Spülwasser. Üblicherweise wird das Spülwasser mit Frischwasser von einem Hausanschluss bereitgestellt.
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Zur Reduzierung des Frischwasserbedarfs wurden auch bereits Spülsysteme vorgeschlagen, deren Spülwasser zumindest teilweise mit Grauwasser gebildet werden kann. Bei den entsprechenden, bekannten Systemen wird jedoch Grauwasser für die Spülung in der Regel ständig in eine Zisterne eingespeist, auch wenn der Tank zur Bevorratung des Spülwassers bereits gefüllt ist. Zusätzliches Wasser muss dann folglich über den Überlauf des Systems entsorgt werden. Außerdem muss bei den bekannten Systemen die Grauwasserquelle oberhalb des Spülkastens angeordnet sein. Andernfalls muss eine Grauwasserversorgung mit Hilfe elektrischer Systeme gepumpt werden. Insgesamt sind die bekannten Systeme somit noch nicht besonders ressourcenschonend und/oder energieeffizient betreibbar.
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Bei der Beschaffung von Grauwasser ist darüber hinaus zu berücksichtigen, dass das Abwasser aus einer Dusche normalerweise auf dem Boden steht bzw. sich auf Bodenniveau befindet. Um es für eine weitere Nutzung nutzbar zu machen, muss die potenzielle Energie des Grauwassers erhöht werden. Auch hierzu werden nach bekannten Ansätzen elektrischer Systeme zum Pumpen des Grauwasser verwendet.
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Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Grauwasser-Speichersystem für eine Sanitär-Anlage angegeben werden, welches möglichst ressourcenschonend und/oder energieeffizient bzw. nachhaltig betrieben werden kann.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Grauwasser-Speichersystem, einer Sanitär-Anlage sowie einem Verfahren gemäß den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Hierzu trägt ein Grauwasser-Speichersystem für eine Sanitär-Anlage bei, aufweisend ein Grauwasser-Reservoir zur Speicherung von Grauwasser und ein Fördersystem, das mittels Frischwasser von einer mit einer Sanitär-Armatur strömungstechnisch verbindbaren Frischwasserquelle betreibbar ist, wobei mittels des Fördersystems Grauwasser von einer Grauwasserquelle in das Grauwasser-Reservoir förderbar ist.
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Die Sanitär-Anlage kann beispielsweise eine oder mehrere Sanitär-Einrichtungen, wie etwa eine Dusche, eine Badewanne und/oder einen Wasch-Tisch umfassen. Weiterhin kann die Sanitär-Anlage auch mindestens eine WC-Einrichtung, wie Beispielsweise eine Toilette und/oder ein Bidet umfassen. Insbesondere kann aus einer Dusche, einer Badewanne und/oder einem Wasch-Tisch abfließendes Grauwasser gespeichert und für eine Verwendung zur Spülung der WC-Einrichtung in dem Grauwasser-Reservoir bereitgestellt werden.
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Das Grauwasser-Reservoir kann beispielsweise von bzw. in einem Grauwasser-Tank gebildet sein. Das Fördersystem kann mittels innerer Energie eines Frischwasserstroms betreibbar bzw. antreibbar sein. Beispielsweise kann das Fördersystem eine Strahlpumpe oder eine mechanische Turbopumpe umfassen.
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Frischwasser bezeichnet üblicherweise Trinkwasser, welches beispielsweise zur Verwendung in sanitären Anlagen aus einem Hausanschluss entnommen bzw. gezapft werden kann. Als Frischwasserquelle kann hier beispielhaft ein Hauswasseranschluss bzw. ein Hausanschluss für Trinkwasser dienen.
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Grauwasser bezeichnet üblicherweise fäkalienfreies, gering verschmutztes Abwasser aus Bädern, Duschen oder Waschmaschinen. Dem Begriff Grauwasser ist hier insbesondere das Begriffsverständnis zugrunde zu legen, wie es in der Europäischen Norm 12056-1 definiert ist. Das Grauwasser ist vorzugsweise mit (fäkalienfreiem) Abwasser aus einer sanitären Einrichtung, wie etwa einer Dusche bzw. Duschtasse, einer Badewanne und/oder einem Waschbecken gebildet. Als Grauwasserquelle kann beispielhaft eine Dusche bzw. Duschtasse, eine Badewanne und/oder ein Waschbecken dienen.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Fördersystem eine mittels Frischwasser von der Frischwasserquelle betreibbare Turbineneinrichtung aufweist. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn das Fördersystem eine Fördereinrichtung aufweist, die zum Antreiben der Fördereinrichtung mit der Turbineneinrichtung mechanisch verbunden ist. Die Turbineneinrichtung kann mindestens eine Turbine und/oder die Fördereinrichtung mindestens eine Pumpe umfassen. Die Turbineneinrichtung und die Fördereinrichtung können beispielsweise über eine gemeinsame Welle miteinander (drehfest) verbunden sein. Beispielsweise kann sich ein von der Frischwasserquelle zu der Sanitär-Armatur erstreckender Frischwasserweg zumindest teilweise durch das Fördersystem, insbesondere die Turbineneinrichtung des Fördersystems erstrecken.
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Die Turbineneinrichtung und die Fördereinrichtung können gemeinsam eine mechanische Turbopumpe zur Förderung von Grauwasser bilden. Insbesondere kann das Fördersystem (aufgrund der mechanischen Lösung) ohne elektrische Förderkomponenten, insbesondere ohne eine Elektro-Pumpe auskommen. Vorzugsweise kann das Fördersystem allein bzw. ausschließlich mittels innerer Energie (bzw. dem Druck) des Frischwassers betrieben bzw. angetrieben werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Grauwasserquelle mit mindestens einem Ablauf einer Sanitär-Einrichtung gebildet ist. In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Sanitär-Armatur der Sanitär-Einrichtung zugeordnet ist. Weiterhin ist es dabei bevorzugt, wenn die Sanitär-Einrichtung zumindest eine Dusche, eine Badewanne oder einen Wasch-Tisch umfasst. Bei dem Ablauf kann es sich beispielsweise um den Ablauf einer Dusch-Tasse, einer Badewanne oder eines Waschbeckens handeln.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Grauwasser-Reservoir mit mindestens einer WC-Einrichtung verbindbar ist. Beispielsweise kann das Grauwasser-Reservoir mit einem Spülkasten der WC-Einrichtung verbindbar sein. Das Grauwasser aus dem Grauwasser-Reservoir kann zur Bereitstellung von Spülwasser für die WC-Einrichtung beispielsweise mit Frischwasser gemischt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Speichersystem zumindest teilweise in ein (Dusch-)Vorwandmontagesystem integriert ist. Beispielsweise können die Fördereinrichtung und/oder das Grauwasser-Reservoir in das Vorwandmontagesystem integriert sein. Das Vorwandmontagesystem kann beispielsweise einen Vorwandmontagerahmen umfassen. Beispielsweise können die Fördereinrichtung und/oder das Grauwasser-Reservoir in und/oder an dem Vorwandmontagerahmen gehalten sein. Bei dem Vorwandmontagesystem kann es sich zum Beispiel um ein Vorwandmontagesystem für eine Dusche oder ein Vorwandmontagesystem für ein WC bzw. eine Toilette handeln.
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Nach einem weiteren Aspekt wird eine Sanitär-Anlage mit einem hier beschriebenen Grauwasser-Speichersystem angegeben.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Grauwasser-Speichersystems einer Sanitär-Anlage angegeben, aufweisend zumindest folgende Schritte:
- a) Zuführen eines Frischwasserstroms zu einer Sanitär-Armatur der Sanitär-Anlage,
- b) Umwandeln von innerer Energie des Frischwasserstroms in mechanische Energie,
- c) Verwenden der mechanischen Energie zur Förderung von Grauwasser in ein Grauwasser-Reservoir des Grauwasser-Speichersystems.
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Die angegebene Reihenfolge der Schritte a), b) und c) ist beispielhaft und kann zur Durchführung des Verfahrens zum Beispiel zumindest einmal in der angegebenen Reihenfolge durchlaufen werden. Weiterhin können die Schritte a), b) und c) auch zumindest teilweise parallel oder gleichzeitig durchgeführt werden. Das Verfahren kann zum Betreiben eines hier beschriebenen Grauwasser-Speichersystems oder einer hier beschriebenen Sanitär-Anlage durchgeführt werden.
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Die im Zusammenhang mit dem Speichersystem erörterten Details, Merkmale und vorteilhaften Ausgestaltungen können entsprechend auch bei der hier vorgestellten Sanitär-Anlage und/oder dem Verfahren auftreten und umgekehrt. Insoweit wird auf die dortigen Ausführungen zur näheren Charakterisierung der Merkmale vollumfänglich Bezug genommen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausführungsvarianten der Erfindung zeigen, diese jedoch nicht darauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Bauteile in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Es zeigt beispielhaft und schematisch:
- 1: eine Sanitär-Anlage mit einer Ausführungsvariante eines hier beschriebenen Grauwasser-Speichersystems.
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1 zeigt beispielhaft und schematisch eine Sanitär-Anlage 10 mit einer Ausführungsvariante eines hier beschriebenen Grauwasser-Speichersystems 1. Das Grauwasser-Speichersystem 1 weist ein Grauwasser-Reservoir 2 zur Speicherung von Grauwasser 3 auf. Weiterhin weist das Grauwasser-Speichersystem 1 ein Fördersystem 4 auf, das mittels Frischwasser 5 von einer mit einer Sanitär-Armatur 6 strömungstechnisch verbindbaren Frischwasserquelle 7 betreibbar ist. Mittels des Fördersystems 4 ist Grauwasser 3 von einer Grauwasserquelle 8 in das Grauwasser-Reservoir 2 förderbar.
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In 1 ist beispielhaft veranschaulicht, dass das Fördersystem 4 eine mittels Frischwasser 5 von der Frischwasserquelle 7 betreibbare Turbineneinrichtung 9 aufweisen kann. Weiterhin kann das Fördersystem 4 dabei eine Fördereinrichtung 11 aufweisen, die zum Antreiben der Fördereinrichtung 11 mit der Turbineneinrichtung 9 mechanisch verbunden ist. Somit können die Turbineneinrichtung 9 und die Fördereinrichtung 11 beispielhaft eine mechanische Turbopumpe bilden.
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Weiterhin ist in 1 beispielhaft veranschaulicht, dass die Grauwasserquelle 8 mit mindestens einem Ablauf 12 einer Sanitär-Einrichtung 13 gebildet ist. In diesem Zusammenhang ist auch beispielhaft veranschaulicht, dass die Sanitär-Armatur 6 der Sanitär-Einrichtung 13 zugeordnet sein kann. Die Sanitär-Einrichtung 13 betrifft hier zum Beispiel eine Dusche mit einer Dusch-Brause 17, aus der Frischwasser 5 austragbar ist. Das beim Duschen verbrauchte Frischwasser 5 wird als Grauwasser 3 über den Ablauf 12 der Duschtasse 16 abgeführt.
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Zudem ist in 1 beispielhaft veranschaulicht, dass das Grauwasser-Reservoir 2 mit mindestens einer WC-Einrichtung 14 verbindbar sein kann. Beispielsweise kann das Grauwasser 3 in einen Spülkasten 20 der WC-Einrichtung 14 gefördert werden. Dort kann es mit Frischwasser (hier nicht dargestellt) für die WC-Einrichtung 14 gemischt werden. Weiterhin kann beispielsweise mit Hilfe eines Durchflussbegrenzers ein Verhältnis zwischen Frischwasser (hier nicht dargestellt) für die WC-Einrichtung 14 und Grauwasser 3 je nach Bedarf eingestellt werden.
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Weiterhin ist in 1 beispielhaft veranschaulicht, dass das Grauwasser-Speichersystem 1 zumindest teilweise in ein Vorwandmontagesystem 15 integriert sein kann. Insbesondere kann das Fördersystem 4 beispielhaft in ein Vorwandmontagesystem 15 für die hier beispielhaft gezeigte Dusche integriert sein. Darüber hinaus kann beispielsweise auch das Grauwasser-Reservoir 2 in das Vorwandmontagesystem 15 integriert sein (hier nicht dargestellt). Denkbar ist auch, dass das Grauwasser-Reservoir 2 in ein weiteres Vorwandmontagesystem (hier nicht dargestellt) für die WC-Einrichtung 14 integriert ist.
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In 1 ist zudem beispielhaft veranschaulicht, dass und ggf. wie sich ein von der Frischwasserquelle 7 (Wasseranschluss) zu der Sanitär-Armatur 6 erstreckender Frischwasserweg 18 zumindest teilweise durch das Fördersystem 4, insbesondere durch die Turbineneinrichtung 9 des Fördersystems 4 erstrecken kann. Weiterhin ist veranschaulicht, dass und ggf. wie sich ein Grauwasserweg 19 von der Grauwasserquelle 8 bzw. ausgehend von dem Fördersystem 4, insbesondere der Fördereinrichtung 11 zu dem Grauwasser-Reservoir 2 erstrecken kann.
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Zum Betreiben des Grauwasser-Speichersystems 1 kann ein Zuführen eines Frischwasserstroms zu der Sanitär-Armatur 6 der Sanitär-Anlage 10 erfolgen. Dann oder dabei kann ein Umwandeln von innerer Energie des Frischwasserstroms in mechanische Energie erfolgen. Dann oder dabei kann ein Verwenden der mechanischen Energie zur Förderung von Grauwasser 3 in ein Grauwasser-Reservoir 2 des Grauwasser-Speichersystems 1 erfolgen.
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Insbesondere kann somit ein Wasserzulauf (Frischwasserquelle 7) mit einer mechanischen Turbopumpe (Fördersystem 4) vor einer Dusche (Sanitär-Einrichtung 13) verbunden sein. Der Druck der Wasserversorgung kann insbesondere die Wasserpumpe (Fördereinrichtung 11) antreiben, die ihrerseits Grauwasser 3 aus einer sekundären Quelle (Grauwasserquelle 8) in einen Vorratstank (Grauwasser-Reservoir 2) fördert, während der Duschkopf (Duschbrause 17) mit Frischwasser 5 aus der Hauptwasserversorgung (Frischwasserquelle 7) versorgt wird.
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Dies trägt in vorteilhafter Weise zu einer konsistenten und platzsparenden Nutzung von Grauwasser 3 für Sanitär-Anwendungen, insbesondere ohne den Einsatz von elektrischer Energie bei. Die Frischwasserversorgung kann dabei als Energiequelle genutzt werden, um das Grauwasser 3 mit einer Turbopumpe (Fördersystem 4) in einen Vorratstank (Grauwasser-Reservoir 2) zu pumpen. In besonders vorteilhafter Weise kann dabei Grauwasser 3 nur dann einem Spülkasten zugeführt werden, wenn dieser tatsächlich leer ist, wodurch Ressourcen geschont werden können. Insbesondere kann das Grauwasser-Reservoir 2 vorteilhaft frei platziert werden und muss sich nicht über dem Anwendungsort für das Grauwasser 3 befinden, um genutzt werden zu können.
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Somit wird ein Grauwasser-Speichersystem 1 für eine Sanitär-Anlage 10 angegeben, welches die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise löst. Insbesondere wird ein Grauwasser-Speichersystem 1 für eine Sanitär-Anlage 10 angegeben, das möglichst ressourcenschonend und/oder energieeffizient bzw. nachhaltig betrieben werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Grauwasser-Speichersystem
- 2
- Grauwasser-Reservoir
- 3
- Grauwasser
- 4
- Fördersystem
- 5
- Frischwasser
- 6
- Sanitär-Armatur
- 7
- Frischwasserquelle
- 8
- Grauwasserquelle
- 9
- Turbineneinrichtung
- 10
- Sanitär-Anlage
- 11
- Fördereinrichtung
- 12
- Ablauf
- 13
- Sanitär-Einrichtung
- 14
- WC-Einrichtung
- 15
- Vorwandmontagesystem
- 16
- Duschtasse
- 17
- Duschbrause
- 18
- Frischwasserweg
- 19
- Grauwasserweg
- 20
- Spülkasten
