DE19600455A1

DE19600455A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung

Info

Publication number: DE19600455A1
Application number: DE19600455A
Authority: DE
Inventors: Oliver Kudera
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1997-07-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkula tionsleitung, vorzugsweise einer Warmwasserleitung.

Oftmals liegen, insbesondere in Einfamilienhäusern, Warmwasserspeicher und Warmwasserauslässe weit ausein ander, z. B. der Warmwasserspeicher im Kellergeschoß, während die Warmwasserauslässe zwei oder auch drei Ge schosse darüber oder darunter liegen. Das benötigte Warmwasser muß daher einen weiten weg zurücklegen, ehe es den Verbraucher erreicht. Dazu benötigt es nach dem öffnen eines Warmwasserauslaßventiles längere Zeit, in der in der Leitung abgekühltes Wasser auslaufen muß und der Benutzer warten muß. Um diesem Mangel abzuhelfen baut man oftmals die Warmwasserleitung als am Warmwas serspeicher beginnende und endende Ringleitung, in der das Wasser mit Hilfe einer Pumpe zirkuliert wird.

Durch diese Ringleitung wird der Komfort bei der Be nutzung der Warmwasseranlage erheblich erhöht, denn Warmwasser steht sofort zur Verfügung, man braucht nicht mehr zu warten. Es wird auch nicht unerheblich Wasser gespart. Jedoch wird dieser Komfort durch Verbrauch an elektrischer Energie für den Antrieb der Pumpe erkauft, die ständig laufen muß, wenn man den Komfort, sofort Warmwasser an der Verbrauchsstelle zur Verfügung zu haben, ständig haben möchte. Des weiteren geht von der permanent erwärmten Ringleitung ein Wär meverlust von ca. 80 Watt pro Meter aus, der während der Sommerzeit zu einer unerwünschten Erwärmung des Hauses führt. Im Laufe der vielen Jahre, die diese Anlagen in Benutzung sind, sind pro Haus erhebliche Energiemengen letztlich nutzlos verbraucht worden.

Um diesen Energieerbrauch zu verringern, kann man die Pumpe mittels eines Zeitschalters für verbrauchsfreie Stunden z. B. während der Nacht, abschalten. Hiermit kann man maximal ein Drittel der sonst benötigten Energie einsparen und muß den Nachteil in Kauf nehmen, nachts auf das warme Wasser warten zu müssen.

Eine andere Möglichkeit der Einsparung besteht darin, die Pumpe nur kurz vor dem öffnen eines Auslaßventiles kurzzeitig in Betrieb zu setzen, z. B. durch Betätigung eines elektrischen Tasters. Das aber erfordert die Auf merksamkeit, diese Handlung der Tasterbetätigung auch vor dem öffnen eines Warmwasserventiles durchzuführen, und es erfordert zusätzlichen Verkabelungsaufwand, der den Neubau eines Hauses verteuert und beim fertigge stellten Haus nur unter Schwierigkeiten durchzuführen ist.

Auf die Idee, einen Druckschalter für das Einschalten der Zirkulationspumpe zu benutzen, wie er bei Brunnen wasser-Hausversorgungsaggregaten, die aus Pumpe, Druck speicher und Druckschalter bestehen, seit vielen Jahr zehnten für das Einschalten der Pumpe bei beginnender Wasserentnahme benutzt wird, ist die Fachwelt nicht ge kommen. Bei diesen Aggregaten erfolgt die Einschaltung der Pumpe durch die Einstellung des Druckschalters auch mit so großer Zeitverzögerung, daß eine Anwendung für den genannten Zweck der Einschaltung einer Warmwasser zirkulationspumpe nicht möglich erscheint.

Eine selbsttätige Steuerung für ein Pumpwerk mit klei nem Druckspeicher ist aus der DE 23 44 850 B2 bekannt geworden. Diese selbsttätige Steuerung mit druckabhän giger Einschaltung und strömungsabhängiger Abschaltung dient allein der Schonung der Pumpe.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, in technisch einfacher Weise bei äußerst geringem baulichen Aufwand, der auch bei Nachrüstungen nicht höher als beim Neubau zu sein braucht, die Pumpe nur dann in Betrieb zu set zen, wenn eine Warmwasserzapfung beginnt.

Die Erfindung besteht darin, daß man in oder an der Leitung mittels eines Sensors eine Bewegung des Mediums (Warmwassers) in der Ringleitung feststellt und aufgrund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe erzeugt.

Dabei verwendet man eine Vorrichtung, bei der in oder an der Leitung ein Sensor angeordnet ist, welcher eine Bewegung des Mediums in der Leitung feststellt und auf grund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe erzeugt.

Dadurch ist erreicht, daß die Pumpe immer nur mit Be ginn einer Entnahme des in der Leitung befindlichen Me diums kurzzeitig in Betrieb gesetzt wird, wodurch bei nicht oder nur geringfügig geschmälertem Komfort eine erhebliche Menge Energie und Wasser gespart wird.

Da vor einem Händewaschvorgang beispielsweise das Warm wasserauslaufventil langsam geöffnet wird, da der Be nutzer sich nicht vollspritzen möchte, reicht oftmals die Zeit bis zum Einstellen des gewünschten Wasserflus ses aus, um bei sofortigem Einschalten der Zirkulati onspumpe das warme Wasser vom Speicher bis zur Ver brauchsstelle zu fördern. Denn die meist im Rücklauf teil der Ringleitung zwischen Verbraucher und Warmwas serspeicher angeordnete Zirkulationspumpe fördert be reits dann mit voller Kraft Warmwasser in Richtung Ver brauchsstelle, wenn das Wasserauslaufventil noch nicht voll geöffnet ist.

Dieser Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, daß durch die erfindungsgemäße Pumpensteuerung die tägliche Einschaltzeit der Pumpe auf wenige Minuten beschränkt ist, wodurch nunmehr auch leistungsstärkere Pumpen als bisher zum Einsatz gelangen können, da die höhere Leis tungsaufnahme dieser stärkeren, aber immer nur kurzzei tig eingeschalteten Pumpen die Leistungsbilanz nur ganz unwesentlich beeinflußt.

In dieser weise wirkt das Wasserauslaufventil als Ein schalter für die Zirkulationspumpe.

Ist die Verbrauchsstelle sehr weit vom Warmwasserspei cher entfernt, beschleunigt die erfindungsgemäße Vor richtung den Herantransport von Warmwasser, dem Benut zer wird jedoch nach erfolgter Einstellung der ge wünschten Stärke des Wasserstrahles zuerst, wenn auch für kurze Zeit, nicht erwärmtes Wasser geliefert. Um den Verbrauch dieses nicht benötigten Wassers einzu schränken, hat der Benutzer die Möglichkeit, nach dem ersten Öffnen des Warmwasserauslaufventiles dieses noch einmal für wenige Sekunden zu schließen, bevor er es für den Gebrauch des zirkulierten Warmwassers wieder öffnet.

Auch hier wirkt das Wasserauslaufventil als Einschalter für die Zirkulationspumpe.

Da der Pumpenbetrieb nur für die meist sehr kurze Zeit benötigt wird ist es zweckmäßig, daß man nach einer einstellbaren Zeit die Pumpe mit Hilfe eines Zeitschal ters wieder abschaltet. Dazu benutzt man einen Aus schaltimpuls, der von einem Zeitschalter erzeugt wird.

Der für das Einschalten der Zirkulationspumpe benutzte Sensor kann zweckmäßigerweise z. B. ein Durchflußmes ser, ein Ultraschallsensor, eine Strömungsklappe oder -feder, ein Druckmesser oder ein Druckänderungssensor sein.

Zweckmäßig kann es sein, daß in der Leitung zwischen den Warmwasserauslaufventilen und dem Einlaufstutzen der Leitung in den Speicher, also der Rücklaufleitung, ein Rückschlagventil angeordnet ist, das unerwünschte Wasserbewegungen in der Leitung, die auch zu einem Ein schalten der Zirkulationspumpe führen könnten, vermei det.

Um die Einbaukosten möglichst niedrig zu halten, ist es zweckmäßig, wenn der Sensor unmittelbar an oder in der Pumpe angeordnet ist, wo er z. B. in eine Revisionsöff nung eingesetzt werden kann.

Aus dem gleichen Grund ist es zweckmäßig, wenn die vom Sensor betätigte Einschaltelektronik und/oder die Aus schaltelektronik im oder in der Nähe des Schaltkastens der Pumpe untergebracht sind. So kann die für die Pum pensteuerung benutzte Elektronik beispielsweise in ei nem gewölbten Schaltkastendeckel oder in einem Kasten untergebracht sein, der als Schaltkastendeckel dient.

Die Erfindung kann nicht nur an Warmwasserleitungen zum Einsatz kommen, sondern auch an anderen Anlagen, ins besondere Anlagen der Industrie und Landwirtschaft, in denen ein fließfähiges Medium in einem bestimmten Spei cherzustand sofort an der entfernt liegenden Ver brauchsstelle zur Verfügung stehen soll, ohne daß eine in der vom Speicher zum Verbraucher führenden Ringlei tung befindliche Umwälzpumpe in ständigem Betrieb ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei spieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Block schaltbild der erfindungsgemäßen Anlage.

Die vom Speicher 2 über die Leitungsabzweigen 5 zu den Verbrauchern 20, nämlich die Warmwasserauslaßventile, z. B. das Badewannenfüllventil 15, das Duschventil 16 und das Waschtischventil 17, führende Warmwasserleitung 1 ist als Ringleitung ausgebildet, denn sie führt hinter den Leitungsabzweigen 5 zurück zum Speicher 2. Sie bildet somit eine Zirkulationsleitung, in der das in ihr befindliche Wasser mit einer Pumpe 3 zirkuliert werden kann, um möglichst schnell Warmwasser aus dem Warmwasserspeicher zu den an die Leitungsabzweige 5 angeschlossenen Verbrauchern führen zu können.

Der Speicher 2 wird mit Frischwasser über die Zulauf leitung 18 gespeist.

Aus Gründen der Energieersparnis soll diese Pumpe 3 nicht ständig laufen, sondern sie soll mit Beginn der Wasserentnahme oder kurz vor der Wasserentnahme einge schaltet und kurze Zeit danach, wenn das Warmwasser al le Leitungsabzweige, an denen Verbraucher angeschlossen sind, wieder abgeschaltet werden.

Der Einschaltung der Pumpe dient ein in oder an der Warmwasserleitung 1 angeordneter Sensor 4, welcher eine Bewegung, ein Einsetzen des Fließens von Wasser in der Warmwasserleitung 1 feststellt und aufgrund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe 3 er zeugt. Dieser Sensor 4 kann beispielsweise ein vom Durchfluß des Wassers gedrehtes Rädchen, eine vom Durchfluß des Wassers verschwenkte Klappe oder eine sonstige mechanische Bewegung des Wassers in einen elektrischen Impuls umsetzende Vorrichtung sein. Der Sensor kann aber auch ein mit Hilfe der Schelle 13 an der Warmwasserleitung 1 außen angebrachter Ultraschall geber 14 sein, der Wasserbewegung in der Warmwasser leitung 1 feststellt. Der von einem der möglichen Sen soren 4, 14 abgegebene Einschaltimpuls wird der Ein schaltelektronik 8 zugeführt und löst den Betrieb der Pumpe 3 aus. Gleichzeitig mit dem Einschalten der Pumpe 3 wird der Zeitschalter 6 aktiviert, der nach einer be stimmten einstellbaren Zeit einen Impuls an die Aus schaltelektronik 9 abgibt, die den Pumpenbetrieb durch Abschalten der Pumpe unterbricht. Der Ruhezustand der Pumpe dauert so lange, bis wieder das Ventil eines an die Warmwasserleitung 1 angeschlossenen Verbrauchers geöffnet wird.

Gegebenenfalls kann eine überflüssige Einschaltung der Pumpe durch die Steuerelektronik verhindert werden, wenn ein an der Rücklaufleitung angeordneter Tempera turfühler 19 meldet, daß das in der Zirkulationsleitung 1 befindliche Wasser noch einer vorgegebenen Mindest temperatur entspricht.

Auf diese Weise wird ein Auslaufventil zur Erzeugung einer Bewegung des Warmwassers in der Leitung 1 be nutzt und bildet daher zusammen mit dem Sensor 4 den Schalter zum Einschalten der Pumpe 3.

Die vom Sensor 4 betätigte Einschaltelektronik 8 und die Ausschaltelektronik 9 sind im Deckel 10 des Schalt kastens 11 der Pumpe 3 untergebracht und erlauben so kürzeste Wege der elektrischen Leitungen und eine An ordnung des Sensors in unmittelbarer Nähe der Pumpe 3.

Bezugszeichenliste

1 Warmwasserleitung
2 Speicher
3 Zirkulationspumpe
4 Sensor
5 Leitungsabzweige
6 Zeitschalter
7 Rückschlagventil
8 Einschaltelektronik
9 Ausschaltelektronik
10 Schaltkastendeckel
11 Schaltkasten
12 elektrische Leitung
13 Klemmband
14 Ultraschallsensor
15 Badewanneneinlaufventil
16 Duschventil
17 Waschtischventil
18 Einlaufleitung
19 Temperaturfühler
20 Verbraucher

Claims

1. Verfahren zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung, vorzugsweise einer Warmwasser leitung, dadurch gekennzeichnet, daß man in oder an der Leitung mittels eines Sensors eine Bewegung des Mediums (Warmwassers) in der Zirku lationsleitung feststellt und aufgrund dieser Fest stellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe erzeugt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem ersten Öffnen des Ventiles dieses noch einmal kurzzeitig schließt, bevor man es für den Gebrauch des zirkulierten Mediums wieder öffnet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Auslaufventil zur Erzeugung einer Bewe gung des Mediums in der Leitung benutzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe nach einer einstellbaren Zeit wieder abgeschaltet wird.

5. Vorrichtung zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß in oder an der Leitung (1) ein Sensor (4) ange ordnet ist, welcher eine Bewegung des Mediums in der Leitung (1) feststellt und aufgrund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe (3) erzeugt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) ein Durchflußmesser, ein Ultra schallsensor, eine Strömungsklappe oder -feder, ein Druckmesser, oder ein Druckänderungssensor ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger des Ausschaltimpulses für den Betrieb der Pumpe (3) ein Zeitschalter (6) ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (1) zwischen Verbraucher und Einlaufstutzen der Leitung (1) in den Speicher (2) (Rücklaufleitung) ein Rückschlagventil (7) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (4) unmittelbar an oder in der Pumpe (3) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Sensor (4) betätigte Einschaltelektronik (8) und/oder die Ausschaltelektronik (9) im oder in der Nähe des Schaltkastens (10) der Pumpe (3) untergebracht sind.