DE19818630C2 - Zur Dekontamination aufheizbares Warmwassersystem sowie Verfahren zum Aufheizen und Abkühlen des Warmwassersystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein zur Dekontamination o. dgl. aufheizbares Warmwasser­ system mit einer Einspeisestation zum Einspeisen von Wasser in das Warmwasser­ system, einer Zapfstelle zum Zapfen von Wasser aus dem Warmwassersystem, einer Heizeinrichtung zum Aufheizen von Wasser in dem Warmwassersystem und einem Wasserleitungsnetz, das die Wassereinspeisestation mit der Zapfstelle verbindet und als Zirkulationsleitung ausgeführt ist, die durch die Heizeinrichtung führt und einen die Heizeinrichtung einschließenden ersten Zirkulationskreis bildet. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum vorübergehenden Aufheizen eines Warmwassersystems insbesondere zum Zwecke der Dekontamination oder Desinfektion des Warmwassersystems, bei dem Wasser in dem Warmwasser­ system zunächst aufgeheizt und anschließend wieder abgekühlt wird.

Die Erfindung zielt insbesondere auf solche Warmwassersysteme, die zur Abtötung von Legionellen aufgeheizt werden sollen. Legionellen sind Bakterien, welche sich in geringen Konzentrationen im Süßwasser befinden und in dieser Konzentration von geringer Bedeutung sind. In Warmwassersystemen, z. B. großen Duschsyste­ men in Hotels, Badeanstalten, Sporteinrichtungen etc., vermehren sich die Legio­ nellen bei einer Wassertemperatur von 30-40°C jedoch sehr rasch. Wenn sich die Legionellen in Aerosolen befinden, die beispielsweise beim Duschen entstehen und eingeatmet werden, können sie bei Menschen eine schwere Lungenentzündung hervorrufen, welche schlimmstenfalls tödlich verlaufen kann.

Um Legionellen zu beseitigen, fordern die Gesundheitsämter für Schwimmbäder, Turnhallen, Sportanlagen, Hotels etc., daß die Wassertemperatur täglich über mehrere Stunden hinweg auf über 70°C gebracht werden muß. Um Verbrühungen an den Zapfstellen, z. B. Duschköpfen, zu vermeiden, muß das Wasser anschlie­ ßend von der Desinfektionstemperatur von ca. 70°C auf eine Gebrauchswasser­ temperatur von ca. 40-45°C gebracht werden. Derzeit üblich ist eine Warm­ wasserbereitung über Speichersysteme, wobei die Beseitigung der Legionellen über kostenaufwendige Verfahren gemäß DVGW Arbeitsblatt W551 und W552 gesche­ hen soll.

Beispiele bekannter Systeme zur Dekontamination von mit Legionellen infizierten Warmwassersystemen sind das System "AQUA", das System "Thermodestor" der Firma CTC sowie das System "Comet".

Bei dem System "AQUA" vollzieht sich eine thermische Desinfektion der Leitung einschließlich Duschköpfe durch Spülung. Damit der Desinfektionsprozeß nur außerhalb der Öffnungszeiten ausgelöst werden kann, wird die Freigabe über eine programmierte Zeituhr erteilt. Vor den Duschräumen werden dann Warnblinkleuch­ ten eingeschaltet, anschließend öffnet sich ein Magnetventil in einer Bypaßleitung des Zentralthermostaten, wodurch der Wasserstrom von 70°C aus dem Speicher direkt in das zu desinfizierende Leitungsnetz fließen kann. In der gleichen Zeit schließt ein weiteres Magnetventil in der Kaltwasserleitung, damit kein weiteres kaltes Trinkwasser einströmen kann. Ferner werden weitere Magnetventile der zu desinfizierenden Duschen geöffnet. Die thermische Desinfektion dauert ca. 8 min. Nach der thermischen Desinfektion schließt das Magnetventil der Bypaßleitung. Das Magnetventil in der Kaltwasserleitung wird wieder geöffnet. Um Verbrühungen zu vermeiden, wird die Anlage mit vorgemischtem Wasser erneut gespült. Das Ende der Spülzeit wird über einen Temperaturfühler gemeldet, sobald eine unbe­ denkliche Temperatur von z. B. 45°C erreicht ist. Bei Freigabe der Duschen erlischt das Blinklicht. Die gesamte Zeit der thermischen Desinfektion dauert ca. 15 min. Die vorbeschriebene Dekontamination muß mindestens zweimal wöchentlich durch­ geführt werden.

Der Nachteil der Dekontamination bei dem System "AQUA" liegt nicht nur in der Verschwendung von Trinkwasser und Energie, sondern auch darin, daß die Abküh­ lung des 70°C warmen Wassers auf etwa 45°C mittels kalten Trinkwassers den Erfolg der thermischen Desinfektion erheblich einschränkt, da mit dem kalten Trinkwasser wiederum Erreger ins Leitungsnetz gebracht werden und sich an Leitungen, Armaturen etc. festsetzen und beim Normalbetrieb, also bei etwa 45°C, vermehren können.

Bei dem System "Thermodestor" der Fa. CTC speichert - wie bei allen anderen Systemen auch - ein Warmwasserspeicher das Warmwasser bei einer Temperatur von 70°C und kühlt es dann mit einem Wärmetauscher auf ca. 45°C ab. Falls eine Dekontamination durch eine thermische Desinfektion des Leitungsnetzes einschließ­ lich der Duschschläuche und -köpfe notwendig ist, wird das warme Wasser beim anschließenden Abkühlen aus dem System abgelassen.

Bei dem System "Comet" wird ebenfalls eine thermische Desinfektion des Lei­ tungssystems durchgeführt. Das warme Wasser von 70°C wird nach der thermi­ schen Desinfektion, also der Dekontamination, einfach mittels eines Ablaß-Magnet­ ventils abgelassen. Außerdem wird das 70°C warme Wasser aus dem Speicher nach der Dekontamination wie bei dem System "AQUA" mit kaltem Trinkwasser gemischt, wodurch es zu einer Reinfektion des gesamten Leitungsnetzes kommen kann.

Um der bei den drei beschriebenen Systemen auftretenden Energievergeudung beim Abkühlen der Warmwassersysteme zu begegnen, wird in der DE-PS 37 10 927 vorgeschlagen, den gesamten zum Duschen verwendeten Duschwasserstrom auf mindestens 60°C zu erhitzen und anschließend in zwei Teilströme aufzuteilen, von denen ein erster Teilstrom direkt der Dusche zugeführt wird, während der zweite Teilstrom zunächst über einen Wärmetauscher Wärme an eine Frischwasserzufuhr zu einem Hauptwasserkreislauf eines Schwimmbades abgibt. Dabei wird der zweite Teilstrom auf 30°C abgekühlt und anschließend ebenfalls der Dusche zugeführt, wo er mit dem ersten Teilstrom zur Einstellung einer gewünschten Duschtempera­ tur gemischt werden kann. Die für das Desinfizieren des Duschwassers aufgewand­ te überschüssige Wärmeenergie wird also verwendet, um das Schwimmbadwasser zu erwärmen. Ein Nachteil dieses Systems ist es, daß der zweite Teilstrom des Duschwassers zwischen dem Wärmetauscher und dem Duschkopf ständig eine Temperatur von ca. 30°C besitzt, so daß dieser Teil der Duschwasserleitung niemals desinfiziert wird. Es herrschen dort vielmehr ständig ideale Bedingungen für die Vermehrung von Legionellen. Hinzu kommt, daß die für das Desinfizieren des Duschwassers aufgewandte überschüssige Wärmeenergie nur dann an das Schwimmbadwasser abgegeben werden kann, wenn dieses tatsächlich erwärmt werden muß. Dies ist nur dann der Fall, wenn die Wärmeverluste in dem Schwimmbad entsprechend hoch sind.

Gemäß der DE-OS 40 07 439 wird Wasser in einem Warmwasserbereitungsbehäl­ ter über einen darin befindlichen Wärmetauscher auf die zum thermischen Des­ infizieren erforderliche Temperatur erhitzt. Der Wärmetauscher steht dabei in Verbindung mit dem Wasserkreislauf eines Heizkessels sowie dem Heizungskreis­ lauf einer Warmwasserheizung. Zum Abkühlen des Wassers in dem Warmwasser­ bereitungsbehälter nach dem thermischen Desinfizieren wird die überschüssige Energie über den Wärmetauscher aus dem Warmwasserbereitungsbehälter ausge­ tragen und über den Heizungskreislauf der Warmwasserheizung abgeführt. Dies ist jedoch nur möglich, wenn der Heizungskreislauf belastet ist, d. h. wenn Wärme zur Raumheizung benötigt wird. Wird beispielsweise im Sommer keine Wärme für die Raumheizung benötigt, kann die Wärme nicht abgeführt werden. Außerdem ist bei dem in der DE-OS 40 07 439 offenbarten System eine Desinfektion des Rohrlei­ tungsnetzes nur möglich, indem das Wasser aus diesem Rohrleitungsnetz abgelas­ sen wird.

In der DE-OS 40 10 882 ist ein ähnliches System offenbart wie in der DE-OS 40 07 439, mit dem Unterschied, daß nicht nur das Wasser im Warmwasser­ bereitungsbehälter thermisch desinfiziert wird, sondern das gesamte zirkulierende Brauchwasser. In der DE-OS '882 wird beschrieben, daß die zum thermischen Desinfizieren in das Brauchwasser eingebrachte überschüssige Wärme über Wär­ metauscher einem Heizkreis zugeführt und somit zur Raumheizung verwendet wird, sofern zu diesem Zeitpunkt des Desinfektionsendes in dem Heizkreis eine Wärme­ anforderung vorliegt. Da eine solche Wärmeanforderung im Sommer regelmäßig nicht gegeben ist, ist auch das in der DE-OS 40 10 882 für den Sommerbetrieb nicht geeignet.

Keines der beschriebenen Systeme macht es möglich, das Wasser in einem Rohrlei­ tungssystem nach dessen Dekontamination von 70°C auf 40°C herunterzukühlen, ohne die aufgewandte Wärme direkt in die Umgebung abzugeben oder einen fremden Verbraucher in Anspruch zu nehmen. Außerdem ist bei praktisch allen beschriebenen Systemen nicht gewährleistet, daß das gesamte Rohrleitungssystem dekontaminiert bleibt und beim Abkühlen oder durch Frischwasserzufuhr nicht wieder erneut infiziert wird.

In der DE 38 40 516 C3 werden Systeme zur chemischen und thermischen Desinfektion in einem Warmwassersystem offenbart.

Ziel der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik so weit wie möglich zu vermeiden.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Warmwassersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.

Der Kern der Erfindung besteht darin, ein in sich geschlossenes System zu schaf­ fen, bei dem keine Wärme an die Umgebung oder an einen anderen Verbraucher abgeführt zu werden braucht. Dieses Ziel wird durch den Einsatz eines Wärmespei­ chers erreicht, der über Wärmeübertragungsmittel mit der Zirkulationsleitung gekoppelt ist. Das erfindungsgemäße Warmwassersystem weist darüber hinaus den Vorteil auf, daß das warme Wasser über eine Zirkulationsleitung bis dicht an die Zapfstelle herangeführt wird und daß die gesamte Zirkulationsleitung bei der Dekontamination von entsprechend heißem Wasser durchströmt und auf diese Weise vollständig desinfiziert wird. Da außerdem das in der Zirkulationsleitung strömende Wasser zunächst dekontaminiert und anschließend abgekühlt wird, ohne dabei durch kaltes Frischwasser ersetzt oder mit diesem gemischt zu werden, kann es auch nicht zu einer Reinfektion des Warmwassersystems kommen. Falls aus dem Warmwassersystem warmes Wasser gezapft wird und entsprechend neues Frischwasser zugeführt werden muß, kann dieses Frischwasser gleich beim Eintritt in die Zirkulationsleitung auf die zur Desinfektion erforderliche Temperatur von 70°C gebracht werden, so daß auch auf diese Weise keine Legionellenkeime in das Warmwassersystem eingetragen werden können. Außerdem ermöglicht das Warm­ wassersystem eine vollautomatische Desinfektion, für die kein Personal benötigt wird.

Die Wärmeübertragungsmittel umfassen eine Wärmepumpe, um dem in der Zirkulationsleitung strömenden Wasser Wärme auf einem bestimmten Tem­ peraturniveau zu entziehen und an den Wärmespeicher auf einem höheren Tempe­ raturniveau abzugeben. Die Wärmepumpe ermöglicht eine Wärmetransformation auf ein höheres Temperaturniveau, die dazu führt, daß die dem Wasser beim Abkühlen entzogene Wärme später zum Heizen desselben Wassers beispielsweise auf eine Temperatur oberhalb der zur Legionellen-Dekontamination erforderlichen Desinfektionstemperatur von 70°C wieder zugeführt werden kann.

Darüber Hinaus umfasst das Warmwassersystem eine Bypaßleitung, um Wasser an der Heizeinrichtung vorbei durch die Zirkulationsleitung zu leiten, so daß sich ein zweiter Zirkulationskreis ergibt, der die Heizeinrichtung nicht umfaßt, und bei dem die Wärmepumpe so angeordnet ist, daß sie in dem zweiten Zirkulationskreis fließendem Wasser auf einem bestimmten Temperaturniveau entziehen und an den Wärmespeicher auf einem höheren Temperaturniveau wieder abgeben kann. Der Wärmespeicher ist dabei vorzugsweise so angeordnet, daß er die in ihm gespei­ cherte Wärme an Wasser in dem nicht zum zweiten Zirkulationskreis gehörenden Teil des ersten Zirkulationskreises abgeben kann. Bei einem solchen Warmwasser­ system zirkuliert das Wasser beim Abkühlen in dem zweiten Zirkulationskreis. Dabei wird ihm mit Hilfe der Wärmepumpe Wärme entzogen, die gleichzeitig dem Wärmespeicher zugeführt wird. Zum Heizen des Wassers zirkuliert es in dem ersten Zirkulationskreis und kann dabei die in dem Wärmespeicher auf einem höheren Temperaturniveau gespeicherte Wärme aufnehmen. Damit ist eine besonders einfache und elegante Rückgewinnung der zur Dekontmination verwendeten Wärme möglich, die darüber hinaus gegenüber herkömmlichen Systemen im wesentlichen nur eine zusätzliche Wärmepumpe erfordert. Viele bereits installierte Warmwassersysteme können daher leicht zu dem erfindungsgemäßen Warm­ wassersystem umgebaut werden.

Der Wärmespeicher des Warmwassersystems ist vorzugsweise ein Heiz- oder Brauchwasserspeicher und die Heizeinrichtung vorzugsweise ein Durchlauferhitzer. Der Durchlauferhitzer ist dabei vorzugsweise in dem Heiz- oder Brauchwasser­ speicher angeordnet. Diese Integration von Speicher und Heizeinrichtungen ist kostengünstig und wirkungsvoll. Der Durchlauferhitzer kann jedoch auch außerhalb des Heiz- oder Brauchwasserspeichers angeordnet sein.

Das Warmwassersystem ist außerdem vorzugsweise zusätzlich mit einem Vor­ wärmkreis zum Vorwärmen zuzuführenden Frischwassers ausgestattet, welcher mit dem ersten Zirkulationskreis wärmetechnisch gekoppelt ist. Der Vorteil einer solchen Anordnung kommt dann zum Tragen, wenn aus dem Warmwassersystem warmes Wasser gezapft wird, so daß dem Warmwassersystem über die Einspeise­ station kühles Frischwasser zugeführt werden muß. Dieses Frischwasser wird in der Heizeinrichtung vorzugsweise zunächst auf die Desinfektionstemperatur erhitzt und anschließend wieder abgekühlt. Dieses Abkühlen geschieht auf besonders elegante und energierückgewinnende Weise, indem die überschüssige Wärme über einen Wärmetauscher an den Vorwärmkreis zum Vorwärmen des Frischwassers abgegeben wird. Das Frischwasser tritt dann leicht vorgewärmt in die Heizeinrichtung ein, so daß es zum Aufheizen auf die Desinfektionstemperatur weniger Wärmeenergie benötigt.

Die Einspeisestation für zuzuführendes Frischwässer befindet sich vorzugsweise in Strömungsrichtung des Wassers unmittelbar vor der Heizeinrichtung in dem ersten Zirkulationskreis. Bei einer derartigen Anordnung ist es möglich, zuzuführendes Frischwasser gleich beim Eintreten in den ersten Zirkulationskreis auf die Des­ infektionstemperatur zu erwärmen, so daß dieses Frischwasser die Zirkulations­ kreise des Warmwassersystems nicht infizieren kann. In dem Warmwassersystem zirkuliert vielmehr nur desinfiziertes Wasser, so daß eine Infektion des Warm­ wassersystems mit Legionellen äußerst unwahrscheinlich ist.

Das der Erfindung zugrunde liegende Ziel wird darüber hinaus durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 erreicht. Hierbei wird das Wasser in dem Warmwasser­ system zunächst aufgeheizt und anschließend wieder abgekühlt, indem dem Wasser beim Abkühlen überschüssige Wärme entzogen und zur späteren Abgabe an das Wasser in dem Warmwassersystem gespeichert wird. Es kann deshalb ein größerer Energieverlust infolge der Dekontamination eines Warmwassersystems zu jeder Zeit vermieden werden, und nicht nur dann, wenn anderswo ein Wärmebedarf besteht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Wärme dem Wasser beim Abkühlen auf einem bestimmten Temperaturniveau entzogen, anschließend auf ein höheres Temperaturniveau transformiert und schließlich an einen Wärmespeicher abgegeben. Dieses höhere Temperaturniveau kann so gewählt werden, daß die Temperatur über der Desinfektionstemperatur für die Legionellen-Dekontamination, also über 70°C liegt, so daß sie selbst an solches Wasser abgegeben werden kann, das auf die Desinfektionstemperatur erhitzt werden soll. Dies ist vorzugsweise sämtliches zuzuführendes Frischwasser.

Außerdem wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem Wasser in einem Wasserleitungsnetz eines vom Wassersystem mit einem Heiz- oder Brauchwasserspeicher zum Zwecke der Desinfektion auf eine Desinfektionstemperatur aufgeheizt und anschließend auf eine niedrigere Gebrauchswassertemperatur abgekühlt wird, die dem Wasser beim Abkühlen entzogene Wärme mittels einer Wärmepumpe dem Heiz- oder Brauchwasserspeicher wieder zugeführt. Dazu wird das Wasser beim Aufheizen vorzugsweise durch den Heiz- oder Brauchwasserspeicher hindurch- und beim Abkühlen an dem Heiz- oder Brauchwasserspeicher vorbeigeleitet.

Außerdem wird frisch zuzuführendes Wasser vorzugsweise zunächst auf die Desinfektionstemperatur erhitzt und anschließend auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt, bevor es zu einer Zapfstelle des Warmwassersystems geleitet wird. Damit wird sichergestellt, daß sämtliches Wasser in dem Warmwasserleitungsnetz desinfiziert ist.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Warmwassersystems;

Fig. 2 Blockschaltbild des Warmwassersystems aus Fig. 1 beim Ab­ zapfen warmen Wassers;

Fig. 3 Blockschaltbild des Warmwassersystems aus Fig. 1 beim thermi­ schen Desinfizieren; und

Fig. 4 Blockschaltbild des Warmwassersystems aus Fig. 1 beim Ab­ kühlen nach dem Desinfizieren.

Das in Fig. 1 abgebildete Warmwassersystem besteht aus einer Einspeisestation 1, einer Zapfstelle 2 und einem Heizwasserspeicher 3, in den ein Durchlauferhitzer 4 für Brauchwarmwassser integriert ist. Der Durchlauferhitzer 4 sowie die Einspeise­ station 1 und die Warmwasserabgabestation 2 sind über ein Wasserleitungsnetz 5 miteinander verbunden. Das Wasserleitungsnetz 5 ist über ein Mischventil 6 in zwei Zirkulationskreise 7 und 8 aufgeteilt. Ein gemeinsamer Teil der beiden Zirkula­ tionskreise 7 und 8 führt an der Zapfstelle 2 vorbei. Die beiden Zirkulationskreise 7 und 8 unterscheiden sich dadurch, daß der erste Zirkulationskreis 7 durch den Durchlauferhitzer 4 führt, während der zweite Zirkulationskreis 8 mittels einer Bypaßleitung 9 an dem Durchlauferhitzer 4 vorbeigeführt ist.

Anstelle des im Ausführungsbeispiel dargestellten Heizwasserspeichers 3 kann auch ein Brauchwasserspeicher vorgesehen sein. In diesem Falle würde der erste Zirkulationskreis 7 nicht durch den Durchlauferhitzer 4 führen, sondern durch den Brauchwasserspeicher, während der Durchlauferhitzer 4 mit dem Heizungsvorlauf HV sowie dem Heizungsrücklauf HR verbunden wäre. Im abgebildeten Fall stellt der Durchlauferhitzer 4 einen Wärmetauscher dar, mit dessen Hilfe dem im Heizwasser­ speicher 3 gespeicherten Heizwasser Wärme entzogen und dem im ersten Zirkulationskreis 7 strömenden Wasser zugeführt werden kann. Falls anstelle eines Heizwasserspeichers ein Brauchwasserspeicher verwendet wird, der an den ersten Zirkulationskreis 7 angeschlossen ist, wird durch den als Wärmetauscher dienenden Durchlauferhitzer Heizwasser geleitet und auf diese Weise das Brauchwasser in dem Brauchwasserspeicher erwärmt. Über den Zirkulationskreis 7 wird dann das Brauchwasser in dem Brauchwasserspeicher umgewälzt.

Zu dem Warmwassersystem gehört außerdem eine Wärmepumpe 10, die aus einem Verdampfer 11, einer Pumpe 12, einem Kondensator 13 und einem Drossel­ ventil 14 besteht. Der Verdampfer 11 ist im zweiten Zirkulationskreis 8 angeord­ net, um in diesem zirkulierendem Wasser Wärme zu entziehen. Der Kondensator 13 gibt die dem Wasser entzogene Wärme auf einem Temperaturniveau von minde­ stens 70°C an das Wasser in dem Heizwasserspeicher 3 ab. Wird anstelle des Heizwasserspeichers 3 ein Brauchwasserspeicher verwendet, gibt der Kondensator 13 seine Wärme an das Brauchwarmwasser in dem Brauchwasserspeicher direkt ab.

Die Einspeisestation 1 ist mit einem Vorwärmkreis 15 ausgestattet, um einzuspei­ sendes Frischwasser vorzuwärmen. Teile des Vorwärmkreises 15 sind ein Sperr­ ventil 16, ein Wärmetauscher 17 und ein Dreiwegeventil 18. Das Sperrventil 16 befindet sich in einer Zuleitung, die vor dem Durchlauferhitzer 4 in dem ersten Zirkulationskreis 7 mündet. Vor dem Sperrventil 16 geht eine Rohrleitung 19 ab, die zum Wärmetauscher 17 führt. Eine von diesem zurückführende Rückleitung 20 mündet hinter dem Absperrventil 16. Das Dreiwegeventil 18 ist in die Rückleitung 20 eingebaut und verbindet diese über eine zweite Bypaßleitung 21 mit der Hinlei­ tung 19. Mittels des Dreiwegeventils 18 und der zweiten Bypaßleitung 21 kann der Wärmetauscher 17 ganz oder teilweise überbrückt werden. Der Wärmetauscher 17 koppelt den Vorwärmkreis 15 an den ersten Zirkulationskreis 7. Dazu befindet sich die warme Seite des Wärmetauschers 17 in Strömungsrichtung hinter dem Durch­ lauferhitzer 4. Die Temperatur des in dem des Wärmetauscher 17 von 70°C auf ca. 40°C abgekühlten Wassers wird von einem Sensor 22 erfaßt, der mit dem Dreiwegeventil 18 verbunden ist.

Ein weiterer Temperatursensor 23 erfaßt die Temperatur des Wassers in der gemeinsamen Leitung des ersten und zweiten Zirkulationskreises 7 und 8, die zur Zapfstelle 2 führt. Dieser Sensor 23 ist mit dem ersten Dreiwegeventil 6 verbun­ den. In die von der Zapfstelle 2 wegführende gemeinsame Wasserleitung des ersten und zweiten Zirkulationskreises 7 und 8 ist eine Zirkulationspumpe 24 eingebaut. Mehrere Rückschlagklappen 25 sorgen dafür, daß das Wasser jeweils nur in einer Richtung durch die Leitungen des Rohrleitungsnetzes 5 strömen kann.

An der Zapfstelle 2, die beispielsweise einen Duschkopf umfaßt, kann dem Warm­ wassersystem warmes Wasser entnommen werden. Falls dies der Fall ist (siehe Fig. 2), wird dem Warmwassersystem über die Einspeisestation 1 Frischwasser zugeführt, welches im Wärmetauscher 17 vorerwärmt wird und mittels des als Heizeinrichtung dienenden Durchlauferhitzers 4 dann weiter auf ca. 70°C erwärmt wird. Der Heizwasserspeicher 3 ist mit ca. 70°C warmem Heizwasser gefüllt und an einen Heizungsvorlauf HV sowie einen Heizungsrücklauf HR angeschlossen. Der Durchlauferhitzer 4 ist so in dem Heizwasserspeicher 3 angebracht, daß er dem gespeicherten Heizwasser Wärme entzieht und durch ihn durchströmendes Brauch­ wasser auf ca. 70°C erwärmt. Damit ist das Brauchwasser in der Regel wärmer als gewünscht. Daher wird das Wasser, nachdem es den Durchlauferhitzer verlassen hat, mittels des Wärmetauschers 17 auf die gewünschte Temperatur von beispiels­ weise 40°C bis 45°C abgekühlt. Die dabei abgeführte Wärme wird dem zuzufüh­ renden Frischwasser in dem Vorwärmkreis 15 zugeführt. Dieses ist somit bereits vorgewärmt, wenn es in den Durchlauferhitzer 4 eintritt, so daß entsprechend weniger Energie benötigt wird, um das frisch zugeführte Wasser auf die gewünsch­ te Temperatur von 70°C aufzuheizen. Durch diese Art des Heizens des frisch zugeführten Wassers wird erreicht, daß sämtliches frisch zugeführte Wasser zumindest einmal auf 70°C erhitzt wird, so daß etwa vorhandene Legionellen in diesem Wasser abgetötet werden.

Am Ausgang der warmen Seite des Wärmetauschers 17 in dem ersten Zirkulations­ kreis 7 soll das Wasser eine Temperatur zwischen 40°C und 45°C haben. Um dies zu erreichen, wird die Wassertemperatur von dem Sensor 22 gemessen und der gemessene Temperaturwert von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung in ein Steuersignal für das Dreiwegeventil 18 umgesetzt. Durch die vorgegebene Tempe­ ratur von etwa 40-45°C für das zu zapfende Wasser ist die Einstellung des Dreiwegeventils vorgegeben. Erhöht sich beispielsweise die Temperatur am Sensor 22, so wird das Dreiwegeventil 18 so geschaltet, daß beispielsweise 10°C kaltes Trinkwasser zum Wärmetauscher 17 gelangt und dort für eine Abkühlung des Wassers im ersten Zirkulationskreis 7 sorgt, bis dort wieder beispielsweise die Temperatur von 45°C erreicht ist.

Mit Hilfe des Dreiwegeventils 18 in dem Vorwärmkreis 15 ist eine mehrfache Zirkulation von Trinkwasser in dem Vorwärmkreis 15 einstellbar.

Bisher wurde die Arbeitsweise des Warmwassersystems beschrieben, die sich ergibt, wenn dem Warmwassersystem warmes Wasser an der Zapfstelle 2 bei­ spielsweise zum Duschen entnommen wird, welches durch kaltes Frischwasser ersetzt wird. Dieser Zustand beim Zapfen von warmem Wasser ist in Fig. 2 abgebildet.

Noch einmal zusammengefaßt, erfährt das Wasser im Warmwassersystem beim Zapfen die folgende Behandlung: Ca. 10°C kaltes Frischwasser wird im Vorwärm­ kreis 15 auf eine Temperatur von ca. 20-30°C vorgewärmt und dann dem ersten Zirkulationskreis 7 des Wasserleitungsnetzes 5 unmittelbar vor dem Durchlauf­ erhitzer 4 zugeführt. In dem Durchlauferhitzer 4 wird das vorgewärmte Frisch­ wasser dann auf ca. 70°C aufgeheizt und durchläuft anschließend den Wärmetau­ scher 17, in welchem es auf etwa 45°C abgekühlt wird. Dabei wird gleichzeitig neues Frischwasser vorgewärmt. Das im Wärmetauscher 17 abgekühlte Wasser wird zur Zapfstelle 2 geführt und kann dort dem Warmwassersystem entnommen werden. Dort kann auch durch Zumischen von kaltem Wasser beispielsweise eine zum Duschen geeignete Wassertemperatur eingestellt werden. Die Menge des zugeführten Frischwassers wird durch die an der Zapfstelle 2 abgegebene Wasser­ menge bestimmt.

Ein anderes Bild ergibt sich, wenn das Warmwassersystem zur thermischen Des­ infektion aufgeheizt wird. Dies ist in Fig. 3 abgebildet. Bei der thermischen Des­ infektion wird kein Warmwasser gezapft. Entsprechend muß auch kein Frisch­ wasser zugeführt werden. Vielmehr wird das gesamte Wasser im Wasserleitungs­ netz 5 durch mehrfaches Umwälzen auf etwa 70°C erhöht. Dabei wirken der Sensor 23 und das Dreiwegeventil 6 zusammen. Sinkt beispielsweise die am Sensor 23 gemessene Wassertemperatur unter 70°C, so bewirkt eine nicht darge­ stellte Steuervorrichtung eine Verstellung des Dreiwegeventils 6 dahingehend, daß der Anteil des Wassers, der durch den Durchlauferhitzer 4 durchläuft, erhöht wird, bis die Temperatur am Sensor 23 wieder bei 70°C liegt. Mit Hilfe des Dreiwege­ ventils 6 wird somit gesteuert, welcher Wasseranteil im ersten Zirkulationskreis 7 umläuft und dort von dem Durchlauferhitzer 4 erwärmt wird, und welcher Anteil des Wassers am Durchlauferhitzer 4 vorbei im zweiten Zirkulationskreis 8 zirkuliert. Während der in Fig. 3 abgebildeten Aufheizphase teilt das Dreiwegeventil 6 den Wasserstrom so auf, daß etwa 2/3 des Wassers in den ersten Zirkulationskreis 7 gelangt und den Durchlauferhitzer 4 durchströmt, während etwa 1/3 des Wassers in den zweiten Zirkulationskreis 8 gelangt. Das Dreiwegeventil 6 ist also so einge­ stellt, daß während der Dekontamination beide Zirkulationskreise 7 und 8 des Wasserleitungsnetzes 5 von schließlich 70°C warmem Wasser durchströmt wer­ den. Bei dieser Temperatur werden die im Warmwasserkreis befindlichen Legionel­ len abgetötet. Nach einer etwa 10- bis 15-minutigen thermischen Desinfektion muß das Wasser im Wasserleitungsnetz 5 wieder auf eine Temperatur von 45°C abge­ kühlt werden.

Dies ist in Fig. 4 dargetellt. Zum Abkühlen wird das Dreiwegeventil 6 so eingestellt, daß sämtliches Wasser im zweiten Zirkulationskreis 8 - und damit am Durchlauf­ erhitzer 4 vorbei - zirkuliert. Dabei wird dem zirkulierenden Wasser mittels des Verdampfers 11 der Wärmepumpe 10 Wärme entzogen. Diese geht auf das in der Wärmepumpe 10 zirkulierende Kältemittel über. Dieses verdampft dadurch. Das gasförmige Kältemittel wird mittels der Pumpe 12 komprimiert und gibt die im Verdampfer aufgenommene Wärmeenergie im Kondensator auf einem Temperatur­ niveau von mehr als 70°C an das Wasser in dem Heizwasserspeicher 3 wieder ab. Dabei kondensiert das Kältemittel. Es fließt über die Drossel 14 zurück in den Verdampfer 11, um dort auf einem niedrigeren Temperaturniveau Wärme aus dem im zweiten Zirkulationskreis zirkulierenden Wasser aufzunehmen und erneut zu verdampfen. Im Verdampfer 11 herrscht ein niedrigerer Druck als im Kon­ densator 13. Dies wird durch die Pumpe 12 und das Drosselventil 14 der Wärme­ pumpe 10 bewirkt. Die von dem Kondensator 13 an das Wasser in dem Heiz­ wasserspeicher 3 wieder abgegebene Wärme wird dort gespeichert und steht für das spätere Aufheizen von dem Warmwassersystem zugeführten Frischwasser oder für eine erneute thermische Dekontamination zur Verfügung. Das Abkühlen oder Abheizen ist beendet, wenn das im zweiten Zirkulationskreis 8 zirkulierende Wasser eine Temperatur von etwa 40°C erreicht hat. Während des Abkühlens wird dem Warmwassersystem weder Frischwasser zugeführt noch Warmwasser abge­ zapft.

Da die in der Abheizphase dem Warmwassersystem entnommene Wärmeenergie vollständig im Heizwasserspeicher 3 gespeichert wird und dort im Falle einer nachfolgenden Zuführung von kühlem Frischwasser wieder zur Aufheizung desselben zur Verfügung steht, geht keine Wärme verloren, und zwar auch dann nicht, wenn sie nicht außerhalb des Warmwassersystems anderweitig verwendet werden kann. Außerdem werden bei der thermischen Dekontamination sämtliche Rohrleitungen des Wasserleitungsnetzes 5 einschließlich des Heizwasserspeichers 3 desinfiziert. Darüber hinaus wird das sämtliche zuzuführende Frischwasser zunächst auf über 70°C erwärmt und damit desinfiziert, so daß in dem geschlosse­ nen Warmwassersystem ausschließlich desinfiziertes Wasser zirkuliert. Schließlich kann das Warmwassersystem vollständig automatisch betrieben werden, so daß selbst für die Desinfektion kein Personal benötigt wird.

Insgesamt ergibt sich ein geschlossenes System, bei dem die für die Dekontamina­ tion benötigte Wärme zum Aufheizen des Wassers im Warmwasserkreis auf 70°C beim anschließenden Abkühlen auf die Benutzungswassertemperatur (45°C) mittels einer Wärmepumpe dem Speicher wieder zugeführt wird, von dem aus die Wärme für das Aufheizen des Wassers im Wasserleitungsnetz auf 70°C entnom­ men wurde.

Claims (10)

1. Zur Dekontamination oder dergleichen aufheizbares Warmwassersy­ tem mit
einer Einspeisestation (1) zum Einspeisen von Wasser in das Warm­ wassersystem,
einer Zapfstelle (2) zum Zapfen von Wasser aus dem Warmwasser­ sytem,
einer Heizeinrichtung (4) zum Aufheizen von Wasser in dem Warm­ wassersystem und
einem Wasserleitungsnetz (5), das die Einspeisestation (1) mit der Zapfstelle (2) verbindet und als Zirkulationsleitung ausgeführt ist, die durch die Heizeinrichtung (4) führt und einen die Heizeinrichtung (4) einschließenden ersten Zirkulationskreis (7) bildet,
einem Wärmespeicher (3), aus dem Wärme an das Wasser zwischen der Einspeisestation (1) und der Zapfstelle (2) abgegeben werden kann,
dadurch gekennzeichnet, dass das Warmwassersystem
eine Bypaßleitung (9) umfasst, um Wasser an der Heizeinrichtung (4) vorbei durch die Zirkulationsleitung zu leiten, so dass sich ein zweiter Zirkulationskreis (8) ergibt, der die Heizeinrichtung (4) nicht umfasst, und
zwischen der Zirkulationsleitung und dem Wärmespeicher (3) Wär­ meübertragungsmittel mit einer Wärmepumpe (10) umfasst, wobei die Wärmepumpe (10) so angeordnet ist, dass sie in dem zweiten Zirkulationskreis (8) fließendem Wasser Wärme auf einem bestimm­ ten Temperaturniveau entziehen und an den Wärmespeicher (3) auf einem höheren Temperaturniveau abgeben kann.

2. Warmwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher (3) so angeordnet ist, dass er die in ihm gespeicherte Wärme an Wasser in dem nicht zum zwei­ ten Zirkulationskreis (8) gehörenden Teil des ersten Zirkulationskreises (7) abgeben kann.

3. Warmwassersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmespeicher ein Heiz- oder Brauch­ wasserspeicher (3) ist.

4. Warmwassersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung ein Durchlauferhitzer (4) ist.

5. Warmwassersystem nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchlauferhitzer (4) in dem Heiz- oder Brauchwasserspeicher (3) angeordnet ist.

6. Warmwassersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Vorwärmkreis (15) zum Vorwär­ men zuzuführenden Frischwassers umfaßt, der mit dem ersten Zirkulati­ onskreis wärmetechnisch gekoppelt ist.

7. Warmwassersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einspeisestation (1) in Strömungs­ richtung des Wassers unmittelbar vor der Heizeinrichtung (4) in dem ersten Zirkulationskreis (7) befindet.

8. Verfahren zum vorübergehenden Aufheizen eines Warmwassersys­ tems, bei dem Wasser in einem Wasserleitungsnetz (5) des Warmwasser­ systems mit einem Heiz- oder Brauchwasserspeicher (3) zum Zwecke der Dekontamination oder Desinfektion des Warmwassersystems auf eine Des­ infektionstemperatur aufgeheizt und anschließend auf eine niedrigere Gebrauchswassertemperatur abgekühlt wird, wobei dem Wasser über­ schüssige Wärme auf einem bestimmten Temperaturniveau entzogen und die dem Wasser beim Abkühlen entzogene Wärme mittels einer Wärme­ pumpe (10) auf ein höheres Temperaturniveau transformiert und dem Heiz- oder Brauchwasserspeicher (3) zugeführt und dann gespeichert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser beim Aufheizen durch den Heiz- oder Brauchwasserspeicher (3) hindurch und beim Abkühlen an dem Heiz- oder Brauchwasserspeicher (3) vorbei geleitet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass frisch zuzuführendes Wasser zunächst auf die Desinfektiontemperatur erhitzt und anschließend auf eine gewünschte Temperatur abgekühlt wird, bevor es zu einer Zapfstelle (2) des Warmwas­ sersytems geleitet wird.