DE19720511C2 - Versorgungseinrichtung zur Brauchwasserversorgung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Versorgungseinrichtung, insbesondere zur Speisung eines Brauchwassernetzes aus einem Wasservorrat, wie bspw. einer Zisterne.

Regenwassernutzungsanlagen weisen in der Regel einen Sammelbehälter auf, der mit Regenwasser gefüllt wird. Zum Betrieb von Toilettenspülungen, Waschmaschinen und bspw. zur Gartenbewässerung ist dann eine entsprechende Versor­ gungseinrichtung vorgesehen, die dem Sammelbehälter bei Bedarf Regenwasser entnimmt und die entsprechenden Ver­ braucher über ein Leitungsnetz versorgt. Eine solche Ein­ richtung ist bspw. aus dem Gebrauchsmuster G 9302054.6 bekannt. Der Regenwasser-Sammelbehälter ist in dem Keller eines Gebäudes untergebracht. In der Nähe seines Bodens zweigt eine Zapfleitung ab, die zu einer Pumpe führt. Oberhalb der Zapfleitung ist ein Schwimmer vorgesehen, der einen Trinkwasserzufluß reguliert. Sobald der Wasser­ stand in dem Sammelbehälter ein vorgegebenes Niveau un­ terschreitet wird der Trinkwasserzufluß geöffnet, so dass in dem Sammelbehälter unabhängig vom Regenwasseranfall und vom Wasserverbrauch jederzeit ein Mindestfüllniveau vorhanden ist.

In vielen Fällen ist es jedoch wünschenswert, den Regenwasser-Sammelbehälter außerhalb des Gebäudes unter­ zubringen. In solchen Fällen macht die vorgesehene Lösung eine Trinkwasserleitung von dem Gebäude zu dem außerhalb untergebrachten Sammelbehälter erforderlich.

Ein anderer Weg wird bei der ebenfalls vorbekannten DE 40 19 142 C2 gegangen. Das Versorgungssystem weist einen Regenwasser-Sammelbehälter (Zisterne) und einen Trinkwas­ ser-Sammelbehälter auf. Während der Trinkwasser-Sammelbe­ hälter über ein schwimmergesteuertes Ventil aus dem Trinkwassernetz derart nachgespeist wird, dass ein Min­ destfüllniveau nicht unterschritten wird, weist die Zi­ sterne lediglich einen Regenwasserzufluß auf. Um zwischen Trinkwasserbetrieb und Regenwasserbetrieb umschalten zu können sind zwei elektrisch betätigte Ventile vorgesehen, die in entsprechenden Entnahmeleitungen des Trinkwasser­ behälters und der Zisterne liegen und zu einer gemeinsa­ men mit einer Pumpe versehenen Steigleitung führen. Es ist ein Leersaugen der Zisterne zu vermeiden, bei dem Luft in das Rohrsystem eindringt. Außerdem soll das An­ saugen von Schwimmstoffen vermieden werden, die auf der Oberfläche des Regenwassers in der Zisterne schwimmen können.

Zur Erfassung des Mindestfüllstandes in der Zisterne ist in dieser ein Schwimmerschalter angeordnet über den die Anlage so gesteuert wird, dass auf Trinkwasser umge­ schaltet wird, wenn das Regenwasser weitgehend verbraucht ist.

Dies erfordert die Führung eines elektrischen Kabels zu der Zisterne, was häufig unerwünscht ist.

Um festzustellen, ob der Flüssigkeitsstand in einem Behälter einen bestimmten Minimalwert unterschreitet, ist es aus der DE 24 16 918 C3 bekannt, eine Druckluftleitung mit untergetauchter Mündung in den Behälter zu führen. Übersteigt der Druck in der Druckluftleitung den an der Mündung der Leitung herrschenden Flüssigkeitsdruck, perlt die Druckluft aus, was durch eine entsprechende Meßein­ richtung erfasst werden kann. Das Ausperlen tritt somit erst dann auf, wenn der Flüssigkeitsstand ein Grenzniveau unterschreitet.

Auch hierbei ist es erforderlich, zusätzlich zu der vorhandenen Entnahmeleitung eine weitere Leitung zu dem zu überwachenden Behälter zu führen.

Eine ähnliche Lösung ist bei der DE 195 15 366 anzu­ treffen, bei der die Füllstandsmessung in einem Vorrats­ gefäß über eine Druckmessung an einer Luftleitung bewerk­ stelligt wird. Die Luftleitung führt von einer Luftpumpe in das Vorratsgefäß und mündet oberhalb des Bodens mit einem offenen Ende. An der Druckleitung ist eine Drucksensor vorgesehen. Zur Druckmessung wird die Luft­ pumpe eingeschaltet, bis die Luft ausperlt. Nach Abschal­ ten der Luftpumpe wird der Druck in der Luftleitung ge­ messen und aus der Druckhöhe auf die Füllstandshöhe ge­ schlossen. Wie bei dem vorstehend diskutierten Stand der Tech­ nik ist zusätzlich zu der vorhandenen Entnahmeleitung eine weitere Leitung erforderlich.

Aus der DE 44 04 053 A1 ist ein Steuergerät für eine Regenwasseranlage bekannt, das den Füllstand in einer Zisterne mit einem tauchfähigen Drucksensor bestimmt. Dieser ist an dem Boden der Zisterne angeordnet und führt über eine Leitung entsprechende Drucksignale des Steuer­ gerät zu.

Außerdem ist aus der DE 295 04 606 U1 eine Regenwas­ sernutzungsanlage mit einem Vorratsgefäß bekannt, dessen Füllstand über einen Füllstandssensor erfasst wird. Zu diesem gehören zwei in dem Vorratsgefäß angeordnete Elek­ troden, die an ein Steuergerät angeschlossen sind. Sind die Elektroden im Wasser untergetaucht, kann infolge der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers ein Stromfluss erfasst werden, der wegfällt, wenn der Füllstand unter die Elektroden absinkt.

Bei beiden vorgenannten Vorschlägen sind Leitungen erforderlich, die in das Vorratsgefäß führen.

Regenwassernutzungsanlagen sollen möglichst sehr lange störungsfrei arbeiten. Dies ist nur dann sicherge­ stellt, wenn ein einfacher und robuster Aufbau vorliegt. Sind Zisternen und Sammelbehälter außerhalb eines festen Gebäudes untergebracht, was wegen des Platzbedarfs in der Regel anzustreben ist, muß zwischen dem Gebäude und der Zisterne ein Rohr zur Regenwasserentnahme geführt werden. Müssen hier zusätzlich noch Sensorleitungen zur Erfassung des Füllstandes verlegt werden, ergibt sich eine Fehler­ quelle, die bei der angestrebten störungsfreien Nutzungs­ dauer von über einem Jahrzehnt nicht hinzunehmen ist. Fehler oder Ungenauigkeiten bei der Installation können zum vorzeitigen Ausfall der Anlage führen. Dies gilt es zu vermeiden.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine robuste Versorgungseinrichtung insbesondere zur Speisung eines Brauchwassernetzes aus einer Zisterne zu schaffen.

Die Erfindung löst die diese Aufgabe mit einer Ver­ sorgungseinrichtung die ohne Sensoren in dem Vorrat, im speziellen einem Wasservorrat, wie bspw. eine Zisterne, auskommt. Allerdings kann die erfindungsgemäße Ver­ sorgungseinrichtung nicht nur zur Speisung eines Brauch­ wassernetzes aus einer Zisterne, sondern auch zur Spei­ sung einer Wasserleitung aus einem Brunnen oder dgl. ver­ wendet werden.

Die Versorgungseinrichtung weist eine Zuführleitung auf, über die sie mit dem Vorrat verbunden ist. In der Zuführleitung ist eine Einrichtung angeordnet mit der der Fluiddurchfluß, insbesondere der Durchfluß von Wasser, vorzugsweise elektrisch steuerbar ist. Die entsprechende Einrichtung dazu kann sowohl ein elektrisch gesteuertes Ventil, ein Schieber, eine Pumpe, evtl. in Verbindung mit einem Rückschlagventil, oder dgl. sein.

Die als Fluiddurchflußsteuermittel dienende Einrich­ tung ist von einer vorzugsweise elektronischen Steuerein­ richtung so gesteuert, dass über die Zuführleitung nur so viel Wasser aus dem entsprechenden Vorratsgefäß entnommen wird, dass der Wasserstand nicht unter einen Minimalwert absinkt. Die Steuereinrichtung weist dazu keinen in dem Vorratsgefäß untergebrachten Sensor auf, wie es im Stand der Technik der Fall ist. Vielmehr ist an einer dem Fluiddurchflußsteuermittel vorgelagerten Stelle der Zu­ führleitung ein Drucksensor vorgesehen. Ist das Fluid­ durchflußsteuermittel, das wenigstens einen ersten Zu­ stand einnehmen kann, in dem Fluid (Wasser) durch die Zu­ führleitung fließt und einen zweiten Zustand, in dem kein nennenswerter Durchfluß vorhanden ist, in seinem letztge­ nannten Zustand (Sperrzustand), erfasst die Sensorein­ richtung einen statischen Druck, dessen Größe mit dem Füllstand in dem Behälter variiert. Dabei genügt es wenn die Druckmessung kurzzeitig bspw. nach Absperren der Zu­ flußleitung erfolgt. Es ist deshalb sowohl möglich, die Zuführleitung an ihrer Saugöffnung offen zu halten, als auch mit einem Ventil, bspw. einem Rückschlagventil zu versehen, das nach einiger Zeit, jedenfalls aber langsa­ mer als ein in Durchflußrichtung hinter der Sensoreinrich­ tung in der Zuführleitung liegendes Ventil schliesst. Dies kann zweckmäßig sein, um die Zuführleitung nicht dauernd unter Unterdruck zu halten.

Ausgehend von dem gemessenen Druckwert in der Zu­ führleitung bestimmt die Steuereinrichtung den vorhande­ nen Füllstand oder einen diesem entsprechenden Wert vor Beginn jeder Entnahme. Anhand des Füllstandes und eines oberen Grenzwertes für den Durchfluß in der Zuführ­ leitung, der infolge festgelegter Systemparameter nicht überschreitbar ist, wird vorzugsweise eine maximale Ent­ nahmezeit festgelegt, nach der die Zuführleitung zwangs­ läufig abgesperrt wird. Damit wird mit Sicherheit das Entleeren des Behälters unter ein Mindestfüllniveau ver­ mieden. Dadurch wird nicht nur das Ansaugen von Luft aus­ geschlossen sondern auch das Ansaugen von Schmutzparti­ keln, die auf dem Regenwasser schwimmen können.

Prinzipiell kann neben der Zeitsteuerung auch eine Durchflußmengenmessung erfolgen. Die Zeitmessung ist je­ doch bedeutend einfacher und kommt ohne oftmals teure Durchflußmesser aus.

Die reale Entnahme ist in den weitaus meisten Fällen geringer als die anhand des Maximaldurchflusses progno­ stizierte Wasserentnahme. Deshalb wird der Abschaltpunkt in der Regel erreicht, bevor der Behälter bis zu seinem Mindestfüllniveau entleert ist. Die Versorgungseinrich­ tung arbeitet somit immer auf der sicheren Seite. Nach dem Absperren der Zuführleitung kann die Steuereinrich­ tung anhand des Drucksignals erneut den Füllstand bestim­ men und eine weitere Maximalzeit zur Wasserentnahme fest­ legen.

Neben einer Füllstandskontrolle wird mit der erfin­ dungsgemäßen Versorgungseinrichtung zugleich eine Funk­ tionskontrolle insbesondere auf Dichtigkeit der Zuführ­ leitung erreicht. Ist die Saugleitung bspw. an Rohrknien oder ähnlich empfindlichen Stellen nicht ganz dicht, fällt der Unterdruck weit ab oder verschwindet, was bei intaktem System nicht passiert. Dies kann entsprechend ausgewertet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Versorgungseinrichtung ist es möglich, an dem Eingang der Saug- oder Zuführleitung auf ein Rückschlagventil zu verzichten. Damit wird es möglich, alle beweglichen Teile, Steuerorgane und dgl. in einer Einheit zusammenzufassen, die in dem Gebäude unter­ gebracht ist. Die Wartung eines Ventils in der Zisterne entfällt.

Liegt der Vorratsbehälter tiefer als die Versor­ gungseinrichtung, ist das Fluidsteuermittel zweckmäßiger­ weise eine Pumpeinrichtung, die erforderlichenfalls mit zusätzlichen Ventilen, wie bspw. einem Rückschlagventil, versehen sein kann. Bei Vorhandensein eines Gefälles von dem Vorratsbehälter zu der Versorgungseinrichtung kann es genügen, wenn als Fluidsteuermittel ein vorzugsweise elektrisch steuerbares Ventil vorgesehen wird. Beiden Ausführungsformen der Fluidsteuermittel ist gemeinsam, dass sie in einem ersten Zustand die Strömung in der Zu­ führleitung zulassen oder fördern und in einem zweiten Zustand die Strömung ganz oder teilweise und wenigstens in einer Richtung absperren.

Die an der Zuführleitung vorgesehene Sensoreinrich­ tung kann sowohl den Absolutdruck als auch den Differenz­ druck zur Atmosphäre erfassen. In letzterem Fall sind Wettereinflüsse auf die Genauigkeit der Druck- und Füll­ standsmessung weitgehend ausgeschlossen. Die Druckkompen­ sation kann jedoch auch durch einen zusätzlichen Sensor vorgenommen werden, der an die Steuereinrichtung ange­ schlossen ist. Diese bildet dann die Druckdifferenz zwi­ schen dem gemessenen Druck in der Zuführleitung und dem Umgebungsdruck zur Bestimmung der Füllstandshöhe in dem Vorratsbehälter.

Zur Berechnung eines Maximalzeitwertes zur Entnahme aus dem Vorratsbehälter wird vorzugsweise ein Durchfluß­ wert herangezogen, der gleich oder größer ist als ein zu erwartender Durchflußwert. Dieser kann bspw. der um einen vorgegebenen Prozentwert verminderte Betrag sein, der bei freiem Ausfluß zu messen wäre. Ist das Fluiddurchfluß­ steuermittel eine Pumpe, entspricht dieser Durchflußwert dem Förderstrom ohne Gegendruck. Weil in jedem System immer ein Gegendruck vorhanden ist, kann dieser Wert et­ was vermindert werden, um ein allzu frühes Abschalten der Pumpe zu vermeiden.

Bei der Bestimmung der Auslaufmenge oder der maxima­ len Auslaufzeit ist es zweckmäßig, ausgehend von dem ge­ messenen Füllstand (Unterdruck in der Zuführleitung), die in dem Vorratsbehälter vorhandene Flüssigkeitsmenge unter Berücksichtigung seiner Form zu bestimmen. Dies kann auf einfache Weise geschehen, wenn die Steuereinrichtung auf einem Mikrorechner basiert, der entsprechende Formeln oder Tabellen zur Bestimmung der Füllmenge handhaben kann.

Entsprechende Vorteile werden mit einer Brauchwas­ seranlage erhalten, die sowohl die erfindungsgemäße Ver­ sorgungseinrichtung als auch eine Zisterne und ein Ver­ teilerleitungsnetz enthält.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung er­ geben sich aus Unteransprüchen, der Zeichnung sowie deren nachfolgender Beschreibung. In der Zeichnung ist ein Aus­ führungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine Brauchwasseranlage in schematischer Dar­ stellung,

Fig. 2 die Brauchwasseranlage nach Fig. 1, in aus­ schnittsweiser und weiter schematisierter Darstellung,

Fig. 3 die Arbeitsweise einer zu der Brauchwasser­ anlage nach den Fig. 1 und 2 gehörigen Steuereinrich­ tung in Form eines vereinfachten Flußbildes,

Fig. 4 die Kennlinie einer verwendeten Pumpe,

Fig. 5 einen im Querschnitt runden Vorratsbehälter, in schematischer Darstellung, mit Veranschaulichung der Annährung beim Entleeren des Vorratsbehälters an das Mi­ nimalniveau, unter Zugrundelegung einer Entleerungsvolu­ menberechnung mit einem zusätzlichen zeitlichen Sicher­ heitsvorhalt, und

Fig. 6 die Annäherung eines Füllstandsniveaus an das Nullniveau in mehreren Schritten.

In Fig. 1 ist ein Gebäude 1 mit einem aus einer Zisterne 2 gespeisten Brauchwassersystem 3 veranschau­ licht. Diese enthält eine Brauchwasserversorgungseinrich­ tung 4, die über eine Zuführleitung 5 mit der Zisterne 2 verbunden ist und die an ihrem Ausgang ein Brauchwasser­ verteilernetz 6 speist. Außerdem ist die Brauchwasserver­ sorgungseinrichtung 4 an eine Trinkwasserzuleitung 7 an­ geschlossen.

Die Brauchwasserversorgungseinrichtung 4 dient dazu, das Brauchwasserverteilernetz 6 mit Brauchwasser vorge­ gebenen Drucks aus der Zisterne 2 zu versorgen, solange diese ausreichend Regenwasser enthält. Gefüllt wird die Zisterne 2 über Dachrinnen 9 des Hausdaches über ent­ sprechende Fallrohre 10. Ist durch hohe Wasserentnahme oder durch längere trockene Witterung der Füllstand in der Zisterne 2 auf einen vorgegebenen Minimalwert abge­ sunken, soll die Brauchwasserversorgungseinrichtung 4 das Brauchwasserleitungsnetz 6 weiter mit Wasser versorgen, damit entsprechende Zapfstellen nicht trocken stehen. Dazu dient der Trinkwasserzufluß 7. Regenwasser wird in Vorrangschaltung genutzt.

Zur Trennung des Trinkwassersystems von dem Brauch­ wassersystem und zur sicheren Vermeidung des Übertritts von Brauchwasser in das Trinkwassernetz, ist in der Brauchwasserversorgungseinrichtung 4 ein kleiner Trink­ wasservorratsbehälter 11 vorgesehen, der von dem Trink­ wasserzufluß 7 über ein Schwimmerventil 12 bis zu einem vorgegebenen Niveau 13 gefüllt wird. Über einen bodensei­ tigen Abfluß und ein sich daran anschliessendes elek­ trisch gesteuertes Ventil 15 ist der Trinkwasservor­ ratsbehälter 11 an eine Verzweigung 16 angeschlossen, die über ein weiteres elektrisch gesteuertes Ventil 17 an die Zuführleitung 5 angeschlossen ist.

Die Verzweigung 16 führt zu einer elektrischen Pumpe 18, die über einen Druckpuffer 19 das Brauchwasser­ leitungsnetz 6 speist. Sowohl die Ventile 15, 17 als auch die Pumpe 18 sind von einer Steuereinheit 21 gesteuert. Diese ist so ausgelegt, dass in jedem Fall höchstens eins der Ventile 15, 17 offen sein kann. Bedarfsweise kann zwischen der Pumpe 18 und dem Druckpuffer 19 noch ein nicht weiter dargestelltes Rückschlagventil angeordnet sein, um einen Abbau des in dem Druckpuffer 19 aufgebau­ ten Drucks durch die Pumpe 18 hindurch und das bspw. of­ fene Ventil 15 zu vermeiden.

Die Ventile 15, 17 und die Pumpe 18 bilden ein der Steuerung der Steuereinrichtung 21 unterliegendes Mittel zur Kontrolle der Wasserströmung in den Druckpuffer 19 hinein. Es sind wenigstens zwei unterschiedliche Zustände möglich. In dem ersten Zustand ist eine Wasserströmung nicht möglich, weil die Ventile 15, 17 geschlossen sind und die Pumpe 18 nicht arbeitet. In dem zweiten Zustand ist höchstens eins der Ventile 15, 17 offen und die Pumpe arbeitet. Der sich einstellende Durchfluß hängt von dem Wasserverbrauch der jeweils offenen Zapfstelle des Brauchwassernetzes 6 ab.

Zusätzlich kann in der Zuführleitung ein Rückschlag­ ventil 22 angeordnet sein, das den Durchfluß durch die Zuführleitung 5 nur in Richtung von der Zisterne 2 auf die Brauchwasserversorgungseinrichtung 4 zu, gestattet. Das Rückschlagventil 22 kann vor oder nach dem Ventil 17 und bedarfsweise auch nach der Pumpe 18 angeordnet sein. Wesentlich ist, dass es ein Rückfließen der Wassersäule durch die Zuführleitung 5 in die Zisterne 2 verhindert. Seine Funktion kann bei entsprechender Steuerung des Ven­ tils 17 auch von diesem übernommen werden.

Zur Erfassung des Füllstandes in der Zisterne 2 ist an der Zuführleitung 5 ein Drucksensor 24 angeordnet, der den in der Zuführleitung 5 herrschenden Druck erfasst. Dies wenigstens dann, wenn in der Zuführleitung 5 kein Durchfluß vorhanden ist und die Wassersäule gewissermaßen an dem geschlossenen Rückschlagventil 22 (oder dem ge­ schlossenen Ventil 17 hängt). Der Drucksensor 24 erfasst somit einen gegenüber dem Luftdruck negativen Druck, der von der Länge der hängenden Wassersäule und somit von dem Füllstand in der Zisterne 2 abhängt. Das Drucksignal ist der Regeleinrichtung 21 zugeführt, die aus diesem Druck­ signal Informationen über den Füllstand der Zisterne 2 gewinnt.

Die Regeleinrichtung 21 ist so ausgebildet, dass sie ausgehend von dem der erfassten Füllstand der Zisterne 2 lediglich die Entnahme eines Maximalvolumens gestattet, das so bemessen ist, dass die Zisterne 2 nicht unter ein Mindestniveau M entleert wird. Dies wird durch eine Zeit­ steuerung T bewerkstelligt. Im einzelnen ist dies in Fig. 2 näher veranschaulicht. Der Drucksensor 24 ist hier eine hinterlüftete Druckdose die anhand der Auslenkung einer Membran 26 ein elektrisches Signal erzeugt, das der Differenz zwischen Umgebungsluftdruck und Innendruck in der Zuführleitung 5 proportional ist. Dieses Signal wird in ein Füllstandssignal umgesetzt, wobei der Füllstand linear von der gemessenen Druckdifferenz abhängig ist. Ist der Füllstand hoch, ist die Druckdifferenz geringer und ist der Füllstand niedrig, ist sie größer. Bei einer zylindrischen aufrechtstehenden oder kastenförmigen Zi­ sterne 2 ist der Füllstand dem Füllvolumen proportional. Eine nachfolgende Funktionsstufe 28 zur Bestimmung des vorhandenen Wasservolumens kann entfallen.

Ist das Füllvolumen jedoch nicht direkt proportional zu dem Füllstand, wie es bei kugelförmigen oder zylindri­ schen liegenden Behältern der Fall ist, ist diese Stufe vorteilhafterweise vorhanden. Aus dem Füllstand (oder dem Füllvolumen) bei fehlender Wasserentnahme aus der Zister­ ne 2 wird nun in einer Stufe 30 bestimmt, wielange Wasser aus der Zisterne 2 entnommen werden kann, ohne dass diese ein Mindestfüllniveau Null unterschreitet. Diese Maßnahme dient dazu, zu vermeiden, dass über die Zuführleitung 5 obere Wasserschichten aus der Zisterne 2 angesaugt wer­ den, die Schwebstoffe und Schmutz enthalten können, oder dass die Zuführleitung 5 Luft zieht.

Zur Bestimmung der maximalen Pumpzeit (Entnahmezeit) wird die Druck-Durchfluß-Charakteristik der Pumpe 18 zu­ grunde gelegt, wie sie in Fig. 4 veranschaulicht ist. Ein maximales Fördervolumen liefert die Pumpe 18 bei 31, wenn kein Gegendruck vorhanden ist. In dem Brauchwasser­ versorgungssystem 3 arbeitet die Pumpe 18 jedoch immer gegen einen Gegendruck P_g, der einen unteren Grenzwert nicht unterschreiten kann. Dieser legt zugleich den Ar­ beitspunkt 32 mit maximaler Pumpenförderung fest, der den maximalen realistischen Durchfluß D, charakterisiert. Anhand dieses Wertes wird die maximale Pumpeneinschalt­ dauer ausgehend von dem zuvor gemessenen verfügbaren Was­ servolumen in der Zisterne 2 bestimmt. Eine Steuerung 5 schaltet nach Überschreiten der maximalen Pumpenein­ schaltdauer die Anlage durch Öffnen des Ventils 15 auf Trinkwasserbetrieb um, so dass die Pumpe 18 über den Be­ hälter 11 gespeist wird.

Bedarfsweise kann die Brauchwasserversorgungsein­ richtung 4 an dem Druckpuffer 19 mit einem weiteren Drucksensor bzw. Druckschalter P_D versehen sein. Dieser bewirkt ein Einschalten der Pumpe 18, wenn der Druck in dem Druckpuffer unter einen Grenzwert abgesunken ist, so dass in dem Brauchwasserleitungsnetz 6 ein Minimaldruck nicht unterschritten wird. Zugleich kann der Drucksensor P_D ein Signal an die Steuereinrichtung 21 liefern, die anhand des gemessenen Drucks P_D die tatsächliche Förderung der Pumpe 18 aus der Pumpenkennlinie bestimmt und bei der Berechnung der maximalen Einschaltdauer der Pumpe 18 be­ rücksichtigt. Dies ist jedoch rein optional.

Die Arbeitsweise der Brauchwasserversorgungseinrich­ tung 3 ist wie folgt:

Zur Inbetriebnahme der Anlage wird die Zisterne 2 mit dem gewünschten Mindest-Füllstand (bspw. 20 cm) be­ füllt. Durch einen einmal manuell zu betätigenden Taster bestimmt nun die Steuerung 21 mit dem Drucksensor 24 den systemspezifischen Referenzdruck P_Ref am Mindestfüllstand. Es wird davon ausgegangen, dass die Zisterne 2 auf ein in Fig. 5 oder 6 veranschaulichtes Füllniveau 41 gefüllt ist. Es wird außerdem davon ausgegangen, dass in dem Druckpuffer 19 ein ausreichend hoher Druck vorhanden ist und dass die Pumpe 18 nicht arbeitet. Dies bedeutet, dass alle Zapfstellen geschlossen sind. In diesem Zustand wird, wie in Fig. 3 im Funktionsblock 51 veranschau­ licht, zunächst der Druck in der Saugleitung 5 und anhand des Drucks der Füllstand F des Füllvolumen V sowie die maximale Förderzeit bestimmt.

Fällt nun durch Öffen einer Zapfstelle der Druck so weit ab, dass die Steuerung S dies über den Drucksensor P_D oder einen Druckschalter erfasst, prüft sie (in Fig. 3 Entscheidungsblock 51) zunächst, ob der gemessene Füllstand ein Mindestniveau (h < 0?) überschreitet. Dies ist der Fall, wenn h größer Null ist. Ist dies nicht der Fall, wird wenigstens das Ventil 15 geöffnet und evtl. das Ventil 17 geschlossen, wonach die Pumpe 18 Trinkwas­ ser fördert. Ist jedoch h größer als Null, bleibt das Ventil 15 geschlossen und das Ventil 17 geöffnet. Die Zeitmessung wird bei t = t₀ gestartet und die Pumpe kann so lange Wasser aus der Zisterne entnehmen, bis die maxi­ male Entnahmezeit überschritten wird, worauf die Steue­ rung 21 die Anlage durch Öffnen des Ventils 15 auf Trink­ wasserbetrieb umschaltet (Schleife 52), bis die Maximal­ zeit (t_max) abgelaufen ist oder der Druck in dem Druckpuf­ fer 19 einen Solldruck P_L wieder übersteigt, d. h. die Zapfstelle wieder geschlossen worden ist.

Auf diese Weise wird ein Leeren der Zisterne unter das Mindestniveau M unterbunden. Die Annäherung an das Mindestniveau geht aus den Fig. 5 und 6 hervor. Ausge­ hend von einem Füllniveau 41 wird eine Einschaltzeit t_max1 berechnet, von der ausgehend bei maximaler Pumpenförde­ rung (Fig. 4, Punkt D) das Nullniveau M erreicht werden könnte. Ist die Wasserentnahme tatsächlich aber geringer, dann ist zum Zeitpunkt der Umschaltung auf Trinkwasser­ betrieb das Füllniveau 42 erreicht. Kommt dadurch der Fluß in der Zuführleitung 5 zum Stillstand, bestimmt die Steuereinrichtung 21 jetzt oder spätestens bei Unterbre­ chung der Wasserentnahme an der Zapfstelle das neue Füll­ niveau 42 und errechnet die neue maximale Einschaltzeit 2, von der ausgehend das Nullniveau M erreicht werden könn­ te. In der Regel wird jedoch durch geringere Wasserent­ nahme lediglich ein oberhalb des Nullniveaus M liegendes Niveau 43 erreicht. Auf diese Weise erfolgt eine iterati­ ve Annährung an das Nullniveau M. Erfolgt die Druckmes­ sung immer schon nach Umschalten auf Trinkwasser, kann sofort auf Regenwasser rückgeschaltet werden, wenn das Nullniveau M noch nicht erreicht ist. Trinkwasser wird dann nur in den kurze Meßpausen benutzt oder wenn das Re­ genwasser aufgebraucht ist. Die Meßpausen sind jeweils wenige Sekunden kurz.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform entfällt das Ventil 17. Das elektrisch gesteuerte Ventil 15 bildet gemeinsam mit dem Rückschlagventil 22 die den Fluiddurch­ fluß in der Entnahme- oder Zuführleitung 5 steuernde Ein­ richtung. Öffnet das Ventil 15, fließt Frischwasser mit Gefälle aus dem Trinkwasserbehälter 11 nach und speist die Pumpe 18. Das Rückschlagventil 22 schliesst, jedoch weil der Druck in der Zuführleitung 5 geringer ist als in der Verzweigung 16 der Trinkwasser mit Gefälle zugeführt wird. Sobald das Ventil 15 jedoch geschlossen wird, öff­ net die Pumpe 18 mit ihrer Saugwirkung das Rückschlagven­ til 22 und fördert wieder über die Zuführleitung 5, Was­ ser aus der Zisterne 2.

Ein Brauchwassersystem 3 speist nicht Trinkwasser benötigende Zapfstellen aus einer Zisterne 2, die über eine Zuführleitung (Saugleitung) 5 an eine Versorgungs­ einrichtung 4 angeschlossen ist. Zur Überwachung des Füllstandes in der Zisterne 2 dient ein Drucksensor 24, der den in der Saugleitung 5 herrschenden Druck erfasst. Erfolgt keine Wasserentnahme aus der Zisterne 2, ent­ spricht der gemessene Unterdruck dem Füllstand. Ausgehend von diesem Meßwert wird ein Entnahmeparameter, bzw. eine maximale Entnahmezeit bestimmt, bei der sichergestellt ist, dass die Zisterne 2 nicht unter ein Mindestniveau entleert wird.

Claims (24)

1. Versorgungseinrichtung (4), insbesondere zur Speisung eines Brauchwassernetzes (6) aus einem Wasser­ vorrat, insbesondere einer Zisterne (2),
mit einer Zuführleitung (5), über die die Versor­ gungseinrichtung (4) mit einem Vorrat (2) verbunden ist,
mit einem Steuermittel (18), das in einem ersten Zustand Fluidfluß zuläßt und in einem zweiten Zustand Fluidfluß sperrt und das zwischen der Zuführleitung (5) und der übrigen Versorgungseinrichtung angeordnet ist,
mit einer außerhalb des Vorrats (2) angeordneten Sensoreinrichtung (24), die wenigstens dann, wenn in der Zuführleitung (5) kein nennenswerter Durchfluß vorhanden ist, ein Drucksignal abgibt, das den in der Zuführleitung (5) herrschenden Druck kennzeichnet,
mit einer Steuereinrichtung (21), der das Drucksi­ gnal zugeführt ist und die das Steuermittel (18) anhand des Drucksignals derart steuert, daß über die Zuführlei­ tung (5) aus dem Vorrat (2) höchstens eine Fluidmenge entnehmbar ist, die von dem Drucksignal abhängig ist.

2. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidsteuermittel (18) eine Pump­ einrichtung ist.

3. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (18) eine elek­ trische Pumpe ist.

4. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpeinrichtung (18) eine rück­ flußverhindernde Einrichtung (22) aufweist oder mit einer solchen verbunden ist.

5. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidsteuermittel ein Ventil (17) ist.

6. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (17) mit einer Be­ tätigungseinrichtung verbunden ist, die mit der Steuer­ einrichtung (21) verbunden ist.

7. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (24) dem Fluid­ durchlaufsteuermittel (18) vorgeschaltet ist.

8. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungseinrichtung (4) innerhalb eines Gebäudes (1) und der Vorrat (2) außerhalb des Gebäudes (1) angeordnet sind und daß die Sensorein­ richtung (24) mit der Versorgungseinrichtung (4) inner­ halb des Gebäudes (1) untergebracht ist.

9. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (24) den in der Zuführleitung (5) herrschenden Absolutdruck erfaßt.

10. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) mit einer Barometersensoreinrichtung zur Erfassung des Umgebungs­ drucks verbunden ist.

11. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (24) die Druck­ differenz zwischen dem in der Zuführleitung (5) herrschendem Druck und dem Umgebungsdruck erfaßt.

12. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) derart ausgebildet ist, daß sie ausgehend von einem Druckwert, der bei geringem oder fehlendem Durchfluß durch die Zu­ führleitung (5) bestimmt worden ist, und ausgehend von einem Kennwert, der den maximal realistisch zu erwarten­ den Durchflußwert (D) kennzeichnet, zur Begrenzung des durch die Zuführleitung dem Vorrat (2) entnommenen Volu­ mens eine Maximalzeit (t_max) bestimmt, bei deren Ablauf das Fluiddurchflußsteuermittel (17) und/oder so ange­ steuert wird, daß in der Zuführleitung (5) kein Durchfluß mehr zugelassen wird.

13. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwert (D) gleich oder größer angesetzt wird, als ein zu erwartender Durchfluß.

14. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 2 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwert (D) die Förderleistung der Pumpe (18) bei freiem Auslauf, gegebe­ nenfalls vermindert um einen vorgegebenen Prozentwert ist.

15. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) zur Be­ stimmung der aus dem Vorrat (2) maximal zu entnehmenden Fluidmenge anhand des Drucks in der Zuführleitung (5) die Form der eines den Vorrat (2) enthaltenden Vorratsgefäßes berücksichtigt.

16. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung die Form des Vorratsgefäßes (2', Fig. 5) mittels eines Rechenmoduls (28) und/oder einer in einem Speicher abgelegten Tabelle berücksichtigt.

17. Versorgungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (21) auf einem Mikrorechner basiert.

18. Brauchwasseranlage (3) mit einer Zisterne (2), mit einem Verteilerleitungsnetz (6) und mit einer Versor­ gungseinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 17.

19. Verfahren zur Entnahme von einem Fluid aus einem Vorratsbehälter, wobei bei dem Verfahren
vor Beginn der Entnahme in einer Entnahmeleitung der in der Entnahmeleitung vorhandene Druck gemessen und aus dem gemessenen Druck auf den Füllstand des Vorratsbehäl­ ters geschlossen wird
aus dem Füllstand die Maximalentnahmemenge bestimmt wird und
bei Erreichen der Maximalentnahmemenge die Entnahme abgebrochen wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß die Maximalentnahmemenge zur Festlegung einer Maximalentnahmezeit herangezogen wird, bei deren Ablauf die Entnahme unterbrochen wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die Maximalentnahmezeit aus der Maximalentnahme­ menge und einem Durchflußwert bestimmt wird, der dem zu erwartenden Maximaldurchfluß entspricht.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­ net, daß die Maximalentnahmezeit um eine Sicherheitszeit­ spanne vermindert wird.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, dass wenigstens bei Erstinbetriebnahme der Anlage der bei Mindest-Füllstand vorhandene Druck als Referenz­ druck für die Füllstandsbestimmung bestimmt wird.

24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vorrat langsam und/oder unregelmäßig aufge­ füllt wird.