DE19523045A1 - Warmwasser-Rezirkulation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, die am Ende eines Warm- und Kaltwasser- Versorgungssystems zwischen der Warmwasser-Verteilerleitung und der mit dem Warmwassererzeuger kommunizierenden Kaltwasser-Verteilerleitung eingebunden ist und zyklisch das abgekühlte Wasser aus der Warmwasser-Verteilerleitung in die Kalt­ wasser-Verteilerleitung fördert, bis jeweils wieder die gesamte Warmwasser-Verteiler­ leitung mit Wasser von einer vorgewählten Temperatur gefüllt ist.

Es sind Wasserwiedergewinnungs-Einrichtungen bekannt (US Patent 5,277,219), bei denen eine Pumpe 46 durch einen Strömungsschalter 64 eingeschaltet wird, sobald ein Warmwasserzapfhahn geöffnet wird. Die Pumpe fördert dann den in der Warmwasser-Verteilerleitung abgekühlten Wasserinhalt durch die Kaltwasser-Ver­ teilerleitung zurück in den Warmwassererzeuger, um einen Verlust dieser Wasser­ menge zu verhindern. Ein nahe am Warmwassererzeuger gelegener erster Zapfhahn 40 verfügt dadurch bei Einschaltung der Pumpe 46 fast ohne Zeitverzug über Warm­ wasser, ein in größerer Entfernung gelegener zweiter Zapfhahn dagegen erhält erst Warmwasser, wenn der in der Warmwasser-Verteilerleitung zwischen dem ersten Zapfhahn und dem zweiten Zapfhahn befindliche abgekühlte Leitungsinhalt ausströmt oder in die Kaltwasser-Verteilerleitung gefördert ist. Der ausgeströmte Leitungsinhalt ist verloren.

Es sind weiterhin Zirkulationssysteme bekannt, bei denen der Leitungsinhalt der Warmwasser-Verteilerleitung über eine Rezirkulationsleitung zum Warmwassererzeu­ ger zurückgefördert wird. Eine Rezirkulationsleitung kann aber nachträglich in aller Regel nur mit hohem Aufwand installiert werden, sie bedarf außerdem einer Eintritts­ armatur im tiefliegenden, kälteren Bereich des Warmwassererzeugers.

Die Erfindung vermeidet alle Nachteile beider Systeme.

Die Erfindung sieht in Installationssystemen mit einer Warmwasser-Verteilerlei­ tung gespeist durch einen Warmwassererzeuger, der mit der Kaltwasser-Verteilerlei­ tung kommuniziert, eine Fördervorrichtung zur zyklischen Förderung des in der Warmwasser-Verteilerleitungen abgekühlten Rohrinhaltes zurück zum Warmwasserer­ zeuger vor. Diese besteht aus einer Pumpe, deren Eintrittsöffnung mit dem Endbe­ reich der Warmwasser-Verteilerleitung verbunden ist und deren Druckbereich mit ei­ nem Raum kommuniziert, der bei Betrieb der Pumpe über ein Rückschlagventil mit der Kaltwasser-Verteilerleitung kommuniziert, wobei das Rückschlagventil ein Einströmen von Kaltwasser aus der Kaltwasser-Verteilerleitung in die Warmwasser-Verteilerleitung verhindert. Dieser Raum weist ein zweites Ventil auf, das in entgegengesetzter Rich­ tung ein Einströmen von Warmwasser in die Kaltwasser-Verteilerleitung unterbricht. Da beim Öffnen eines Kaltwasser-Zapfhahnes ein Druckabfall am Ende der Kaltwasserlei­ tung entsteht, würde sonst Warmwasser in die Kaltwasserleitung strömen. Dieses zweite Ventil ist so ausgebildet, daß sein Schließkörper die Verbindung zwischen dem genannten Raum und dem Rückschlagventil bei abgeschalteter Pumpe sperrt, daß er jedoch beim Einschalten der Pumpe durch den Pumpendruck vorn Ventilsitz abgeho­ ben wird, wodurch das von der Pumpe geförderte Wasser durch das Rückschlagventil hindurch in die Kaltwasser-Verteilerleitung gefördert wird. Der Schließkörper ist vorteil­ hafterweise als Bereich einer im Durchmesser größeren gummielastischen Membran ausgebildet, deren eine Seite dem Ansaugbereich des Schaufelrades der Pumpe zu­ gewandt ist und dessen andere Seite bis auf die als Schließkörper ausgebildete mitt­ lere Zone dem genannten Raum, der mit dem Druckbereich der Pumpe kommuniziert, zugewandt ist. Sobald der Wasserinhalt in der Pumpe die Temperatur erreicht hat, die für die Zapfhähne vorgesehen ist, schaltet ein Thermoschalter die Pumpe ab, bis eine Abkühlung auf eine gerade noch zulässige untere Temperatur erreicht ist, danach be­ ginnt der Zyklus von neuem. An die Stelle eines temperaturabhängigen Schalters kann auch ein Schalter treten, der in Abhängigkeit vom Gradienten der Temperaturzunahme die Pumpe bereits abschaltet, bevor der Warmwasserstrom, der die Gebrauchstempe­ ratur erreicht hat, bis zur Pumpe gelangt ist. An die Stelle einer automatischen Schal­ tung kann auch ein manueller Schalter treten.

In Anlagen, bei denen eine Temperaturanhebung in der Kaltwasser-Verteilerlei­ tung unerwünscht ist, sieht die Erfindung die Zwischenschaltung eines Behälters mit großer Oberfläche vor, dessen Volumen annähernd dem Füllvolumen der Warmwas­ ser-Verteilerleitung entspricht. An die Stelle von Kühlrippen kann auch ein Rohrwendel treten, das den Vorteil bietet, daß sich nicht warmes Wasser mit bereits abgekühltem Wasser vermischt.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt schematisiert die Pumpen-Ventil-Einheit.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer Wasser-Verteilungsanlage.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Fördervorrichtung. Der Stator 1 erzeugt ein Drehfeld und ist durch eine dünnwandige Trennwand 2 vom Wasserbereich ge­ trennt. Ein sphärischer Rotor 3 bildet mit dem Schaufelrad 4 eine umlaufende Einheit. Die Öffnung 5 des Pumpengehäuses ist mit der Warmwasser-Verteilerleitung 20 ver­ bunden. Durch das Schaufelrad 4 wird das in der Warmwasser-Verteilerleitung 20 ab­ gekühlte Warmwasser in das Spiralgehäuse 6 gefördert. Von dort aus gelangt es durch das Ende des Spiralkanals 7 des Spiralgehäuses in den Raum 8, dessen der Austrittsseite abgewandte Wandung als elastische Membran 9 ausgebildet ist. Durch den Druck der Pumpe, der auf den äußeren Ringbereich 9A der Membran 9, die den Schließkörper 9B umgibt, eine Kraft ausübt, wird die Membran 9 aus der gestrichelt gezeichneten Stellung 9C in die ausgezeichnete Position bewegt, wodurch der Schließkörperbereich 9B vom Ventilsitz 11 abgehoben wird. Gleichzeitig öffnet sich durch den Pumpendruck das Rückschlagventil 12, so daß der abgekühlte Inhalt der Warmwasser-Verteilerleitung 20 durch die Pumpengehäuse-Austrittsöffnung 13 in die Kaltwasser-Verteilerleitung 21 gefördert wird. In gut wärmeleitendem Kontakt mit der Trennwand 2 ist ein Temperaturfühler oder Thermoschalter 14 angeordnet, durch den die Pumpe 1, 2, 3, 4 abgeschaltet wird, sobald eine ausreichende Wassertemperatur am Ende der Warmwasser-Verteilerleitung erreicht ist. Vorteilhaft ist eine Schaltvor­ richtung, durch die die Ausschaltung bereits erfolgt, sobald ein vorgegebener Tempera­ turgradient anzeigt, daß die Warmwasserfront annähernd das Ende der Warmwasser- Verteilerleitung erreicht hat.

Da jede Zapfstellenöffnung zu einem Druckabfall im zugehörigen Leitungsteil der Verteilerleitung führt, würde aus der Verteilerleitung, deren Zapfstellen geschlossen bleiben, Wasser in die andere Verteilerleitung strömen. Um dies zu verhindern, sperrt in Durchströmungsrichtung von der Kaltwasser-Verteilerleitung zur Warmwasser-Vertei­ lerleitung das Rückschlagventil 12 und in der Gegenrichtung der Schließkörper 9B der Membran 9 den Übertritt von Wasser von einer Verteilerleitung zur anderen.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild mit den beiden Verteilerleitungen 20 und 21, zwi­ schen denen die Pumpe 22 eingebunden ist. Die Warmwasser-Verteilerleitung 20 ist mit dem Austritt des Warmwasserbereiters 23 und die Kaltwasser-Verteilerleitung mit dessen Eintrittsbereich verbunden.

Es gibt Hausinstallationen, in denen die relativ geringe Erwärmung, die durch Förderung des abgekühlten Wasserinhaltes der Warmwasser-Verteilerleitung in die Kaltwasser-Verteilerleitung eintreten würde, stören könnte. In solchen Fällen wird zwi­ schen der Austrittsöffnung 13 und der Kaltwasser-Verteilerleitung ein luftseitig großflä­ chiger Wärmeübertrager, der z. B. in Form einer Rohrwendel ausgebildet ist, angeord­ net, dessen Wasserinhalt annähernd so groß sein sollte wie das Rohrvolumen der Warmwasser-Verteilerleitung. Während der Abkühlperiode des Warmwassers in der Warmwasser-Verteilerleitung wird von diesem Wärmeübertrager soviel Wärme abge­ geben, daß jeweils beim nächsten Einschaltzyklus der Pumpe 1, 2, 3, 4 die Temperatur des in die Kaltwasser-Verteilerleitung einströmenden Wassers nicht mehr unzulässig angehoben wird.

Claims (8)

1. Fördervorrichtung zur zyklischen Förderung des in einer Warmwasser-Verteilerlei­ tung abgekühlten Rohrinhaltes zurück zum Warmwassererzeuger, der mit einer Kaltwasser-Verteilerleitung hydraulisch kommuniziert, gekennzeichnet durch eine Pumpe (1, 2, 3, 4), deren Ansaugöffnung (5) mit dem Endbereich der Warmwasser- Verteilerleitung (20) verbunden ist und deren druckseitiger Bereich (6, 7) mit einem Raum (8) kommuniziert, den ein Rückschlagventil (12) von der Austrittsöffnung (13) und der anschließenden Kaltwasser-Verteilerleitung (21) trennt, wobei ein zweites Ventil eine Durchströmung des Rückschlagventiles (12) verhindert, wenn sich in der ansaugseitigen Öffnung (5) ein Druck einstellt, der höher ist, als der Druck in der Austrittsöffnung (13).

2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (9B, 11) durch den Druck der Pumpe (1, 2, 3, 4) geöffnet wird.

3. Fördervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkör­ per (9B) des zweiten Ventiles bei abgeschalteter Pumpe (1, 2, 3, 4) auf einem Ven­ tilsitz (11) aufliegt, sobald der Druck in der Warmwasser-Verteilerleitung den Druck in der Kaltwasser-Verteilerleitung überschreitet, wodurch der Durchtritt zur Aus­ trittsöffnung (13) verschlossen wird und daß der Schließkörper (9B) durch den Pum­ pendruck bei eingeschalteter Pumpe vom Ventilsitz (11) abgehoben wird, wodurch der Durchtritt von der Pumpe zur Austrittsöffnung (13) geöffnet wird.

4. Fördervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schließ­ körper wirkende Element (9B) des zweiten Ventiles durch den inneren Bereich (9B) einer Membran (9) gebildet wird, wobei dieser innere Bereich (9B) der Membran (9) auf dem Ventilsitz (11) aufliegt, falls der Druck in der Ansaugöffnung (5) größer ist, als in der Austrittsöffnung (13) und daß der Pumpendruck bei Einschaltung der Pumpe (1, 2, 3, 4) auf den Ringbereich (9A) der Membran (9) eine Kraft ausübt, durch die der innere Bereich (9B) vom Ventilsitz (11) wegbewegt wird, so daß der Förderstrom der Pumpe das Rückschlagventil (12) durchströmen kann.

5. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltele­ ment (14), welches in gut wärmeleitendem Kontakt mit dem Wasserinhalt im druck­ seitigen Bereich (6) steht, die Pumpe (1, 2, 3, 4) ausschaltet, sobald die Warmwas­ ser-Verteilerleitung (20) über eine gewünschte Länge mit Wasser von vorgegebe­ ner Temperatur gefüllt ist.

6. Fördervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausschal­ tung der Pumpe (1, 2, 3, 4) durch ein Schaltelement erfolgt, welches die Pumpe aus­ schaltet, sobald der Temperaturanstieg in einer vorgegebenen Zeit einen vorgege­ benen Betrag übersteigt.

7. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1, 2, 3, 4) mit einem Behälter verbunden ist, dessen Hohlvolumen annähernd dem Inhalt der Warmwasser-Verteilerleitung entspricht und daß die wärmeabgebende Oberflä­ che zu einer Abkühlungsdauer führt, die kleiner ist, als die Abkühlungsdauer der Warmwasser-Verteilerleitung (20).

8. Fördervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als Rohrwendel ausgebildet ist.