DE19934627A1

DE19934627A1 - Warmwasserversorgungsanlage

Info

Publication number: DE19934627A1
Application number: DE19934627A
Authority: DE
Inventors: Michael Manok
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-01-25
Also published as: CH694742A5

Abstract

Bei einer Warmwasserversorgungsanlage zum Bereitstellen von warmem Brauchwasser an zumindest einer Mischbatterie o. dgl. Abnehmer (8) soll im Bereich einer Mischbatterie, eines Abnehmers (8) o. dgl. zumindest ein Zwischenspeicherelement (5) vorgesehen sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Warmwasserversorgungsanlage zum Bereitstellen von warmen Brauchwasser an zumindest einer Mischbatterie od. dgl. Abnehmer.

Warmwasserversorgungsanlagen sind in vielfälltiger Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und gebräuchlich. Sie dienen in erster Linie zum Bereitstellen von warmen Brauchwasser an einen Abnehmer, Mischbatterie od. dgl.

Nachteilig dabei ist, dass in herkömmlichen Warmwasserversorgungsanlagen das Brauchwasser entweder permanent oder in gewählten Zeitintervallen umgewälzt wird, um ein Bereitstellen von warmen Wasser direkt an einen Abnehmer zu gewährleisten. Dabei wird durch permanentes Umwälzen das Wasser sehr stark abgekühlt. Die Folge sind grosse Temperatur- und Energieverluste durch das Betreiben der Umwälzpumpe.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Warmwasserversorgungsanlage zu schaffen, welche auf einfache und kostengünstige Weise gewährleistet, permanent warmes Wasser in einer Mischbatterie bereitzustellen, ohne dass grosse Temperaturverluste bspw. in den Leitungen auftreten und hohe Energiekosten bspw. durch permanentes Betreiben von Umwälzpumpen od. dgl. in Kauf genommen werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass im Bereich einer Mischbatterie, eines Abnehmers od. dgl. zumindest ein Zwischenspeicherelement vorgesehen ist.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Zwischenspeicherelement im Bereich eines Abnehmers, insbesondere Mischbatterie od. dgl. Abnehmers angeordnet. Eine möglichst kurze Warmwasserzuführleitung verbindet das Zwischenspeicherelement mit dem Warmwasseranschluss eines Abnehmers.

Das Zwischenspeicherelement wird vorzugsweise über eine Verbindungsleitung von einer Ringleitung gespeist, die warmes Wasser aus einem Speicherelement mittels eines Pumpenelementes befördert.

In erster Linie dient der Zwischenspeicher zum direkten Ausbringen von erwärmten bzw. vorgewärmten Wasser direkt an den Abnehmer. Im Betrieb fliesst warmes Wasser aus dem Speicherelement über die Ringleitung in das Zwischenspeicherelement und versorgt von dort über die Warmwasserzuführleitung den Abnehmer. Dabei ist das Pumpenelement ausgeschaltet. Wenn ein entsprechender Temperatursensor das Vorliegen von erwärmtem Brauchwasser in der Ringleitung meldet wird ein Bypass über ein Bypassmagnetventil zugeschaltet und liefert direkt warmes Wasser an den Abnehmer. Sinkt die Temperatur im Zwischenspeicher bspw. durch das Bereitstellen von Warmwasser an den Abnehmer ab, so kann ein in die Ringleitung eingesetztes Ventil geöffnet werden und ein Magnetventil in der Verbindungsleitung zwischen Ringleitung und Zwischenspeicherelement geschlossen werden. Ein zirkulierender Kreislauf zum Erwärmen oder Laden des Zwischenspeichers erfolgt durch Schliessen des Ventiles bei Vorliegen einer gewünschten Temperatur am Temperatursensor, wobei Magnetventil und Schaltventil geöffnet sind. Das Pumpenelement wird dann in Betrieb genommen. Das Wasser fliesst über die Ringleitung, über das Zwischenspeicherelement zur Überbrückungsleitung und anschliessend zum Speicherelement. Hierdurch wird das zur Verfügung gestellte Wasser im Speicherelement erwärmt, bis ein entsprechender Temperatursensor das Erreichen einer gewählten Temperatur der Steuerung meldet. Dann werden die entsprechenden Ventile mittels der Steuerung wieder geschlossen. Während dieses Vorganges kann bspw. der Abnehmer Warmwasser über den Bypass direkt aus der Ringleitung zapfen, wenn dies gewünscht ist.

Von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist, dass lediglich das Pumpenelement nur dann in Betrieb gesetzt wird und Energie verbraucht, wenn das erwärmte Wasser im Zwischenspeicher nicht mehr ausreicht, um den Abnehmer ausreichend zu versorgen.

Durch die Verwendung des Zwischenspeichers, welcher vorzugsweise nahe eines Abnehmers angeordnet ist, lässt sich sehr lange und kostengünstig warmes Brauchwasser speichern und kann direkt einem Abnehmer zur Verfügung gestellt werden. Je nach Grösse des Zwischenspeichers ist es nicht erforderlich, ggf. den Zwischenspeicher wieder auf seine Temperatur zu bringen oder zu erwärmen oder ggf. mit warmen Wasser zusätzlich zu versorgen.

Ein kurzes Entnehmen von warmen Wasser am Abnehmer kann auch auf diese Weise sehr kostengünstig erfolgen, ohne dass hohe Energie- und Zirkulationskosten verursacht werden oder dass Temperaturverluste in den Leitungen durch permanentes Zirkulieren in Kauf genommen werden müssen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf eine Warmwasserversorgungsanlage zum Bereitstellen von warmen Brauchwasser an zumindest einer Mischbatterie;

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Draufsicht auf die Warmwasserversorgungsanlage gemäss Fig. 1 als erweitertes Ausführungsbeispiel mit Temperatursensoren und einer zentralen Steuerung.

Gemäss Fig. 1 weist eine erfindungsgemässe Warmwasserversorgungsanlage R₁ zum Bereitstellen von warmen Brauchwasser ein Speicherelement 1 auf, an welches eine Ringleitung 2 anschliesst. In die Ringleitung 2 ist ein Pumpenelemente 3 eingesetzt. Das Pumpenelement 3 dient zum Umwälzen von warmen Brauchwasser, welches im Speicherelement 1 vorgewärmt vorliegt oder dort selbst erwärmt wird.

An die Ringleitung 2 schliesst eine Verbindungsleitung 4 an, an welcher endseits ein wärmeisoliertes Zwischenspeicherelement 5 angeordnet ist. Das Zwischenspeicherelement 5 wird über die Verbindungsleitung 4 von der Ringleitung 2 mit warmen Wasser versorgt. In die Verbindungsleitung 4 ist ein Magnetventil 6 eingesetzt, welches durch Öffnen und Schliessen ein Zuführen von Warmwasser entsprechend steuert.

Das Zwischenspeicherelement 5 ist andernends über eine Warmwasserzuführleitung 7 mit einem beliebigen Abnehmer 8, insbesondere Mischbatterie verbunden und liefert dem Abnehmer 8 warmes Wasser.

Ferner schliesst eine Überbrückungsleitung 9 an das Zwischenspeicherelement 5 im Bereich der Warmwasserzuführleitung 7 ebenfalls einends an das Zwischenspeicherelement 5 an und stellt eine Verbindung zur Ringleitung 2 her und bildet einen Anschluss 10.2. Ein Anschluss 10.1 ist zwischen der Verbindungsleitung 4 und der Ringleitung 2 gebildet. Zwischen den beiden Anschlüssen 10.1, 10.2 ist ein Ventil 11 in die Ringleitung 2 eingesetzt.

Bevorzugt verläuft die Strömungsrichtung in der Ringleitung 2 von Anschluss 10.1 in Richtung Anschluss 10.2.

Ferner ist in die Überbrückungsleitung 9 ein Schaltventil 12 eingesetzt und kann, wenn es gewünscht wird, die Überbrückungsleitung 9 entsprechend öffnen oder schliessen.

Vor dem Anschluss 10.1 ist zwischen Ringleitung 2 und Warmwasserzuführleitung 7 ein Bypass 13 vorgesehen, in welchen ein Bypassmagnetventil 14 eingesetzt ist.

Eine Kaltwasserleitung 15 führt separat zum Abnehmer 8 bzw. zur Mischbatterie und versorgt diese entsprechende, wie angedeutet, mit kaltem Wasser.

In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gemäss Fig. 2 ist eine entsprechende Warmwasserversorgungsanlage R₂ dargestellt, die die wesentlichen Bauteile der Warmwasserversorgungsanlage R₁ gemäss Fig. 1 enthält. Im einzelnen wird darauf nicht näher eingegangen.

Unterschiedlich ist, dass dem Speicherelement 1, dem Zwischenspeicherelement 5 und der Ringleitung 2 Temperatursensoren 16.1 bis 16.3 zugeordnet sind, welche über eine gemeinsame Leitung 17 mit einer Steuerung 18 verbunden sind.

An die gemeinsame Leitung 17, die auch als Busleitung ausgebildet sein kann, schliessen auch das Ventil 11, Schaltventil 12, Bypassmagnetventil 14 sowie das Magnetventil 6 an. Die Steuerung 18 kann programmierbar die entsprechende Schaltung der Ventile, unterstützt durch die Daten der Temperatursensoren 16.1 bis 16.3, steuern.

Der Temperatursensor 16.3 sitzt vorzugsweise zwischen dem Anschluss 10.1 und dem Ventil 11. Dieser kann auch hinter dem Ventil 11 zwischen dem Anschluss 10.2 in die Ringleitung 2 eingesetzt sein. Hier sei der Erfindung keine Grenze gesetzt.

Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist jedoch, dass das Zwischenspeicherelement 5 vorzugsweise nahe an dem Abnehmer 8 oder einer Mischbatterie angeordnet ist.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Wird bspw. warmes Wasser am Abnehmer 8 gewünscht, so ist das Bypassmagnetventil 14 sowie Schaltventil 12 und Ventil 11 geschlossen und der Abnehmer 8 kann direkt aus dem Zwischenspeicherelement 5 warmes Wasser entnehmen, ohne dass ein Benutzer lange warten muss und durch lange Vorlaufzeiten viel kaltes Wasser verschwendet.

Warmes Wasser steht ihm direkt aus dem Zwischenspeicherelement 5 zur Verfügung. Das Wasser fliesst über die Ringleitung 2 durch das stromlos offen eingestellte Magnetventil 6 über die Verbindungsleitung 4 in das Zwischenspeicherelement 5, wobei hierdurch das warme, in dem Zwischenspeicher 5 gespeicherte Wasser dem Abnehmer 8 zur Verfügung gestellt wird.

In der Zwischenzeit meldet der Temperatursensor 16.3 der Steuerung 18, dass nun warmes Wasser vorliegt. Dann kann warmes Wasser direkt über die Ringleitung 2 aus dem Speicher 1 entnommen werden, in dem das Magnetventil 6 sowie das Ventil 11 verschlossen wird. Dann ist das Bypassmagnetventil 14 freigegeben und liefert direkt der Warmwasserzuführleitung 7 warmes Wasser an den Abnehmer 8. Das abgekühlte Wasser der Ringleitung 2 befindet sich dann im Speicherelement 5.

Auf diese Weise entfallen lange Vorlaufzeiten von kaltem Wasser durch herkömmliche Leitungen.

Ist die Temperatur im Zwischenspeicherelement 5 bspw. nach einer Entnahme gefallen oder fällt diese im Laufe der Zeit durch geringe Temperaturverluste ab, so wird das Ventil 11 in der Ringleitung 2 geöffnet, das Magnetventil 6 der Verbindungsleitung 4 sowie das Schaltventil 12 der Überbrückungsleitung 9 geschlossen und durch entsprechendes Einschalten des Pumpenelementes 3 wird eine Zirkulation innerhalb der Ringleitung 2 erreicht. Dann liegt am Temperatursensor 16.3 warmes Wasser. Das Magnetventil 6 sowie das Schaltventil 12 werden geöffnet, wobei das Ventil 11 verschlossen wird. Das Speicherelement 5 wird mit warmem Wasser erneut befüllt bzw. geladen, bis der Temperatursensor 16.2 im Zwischenspeicherelement 5 ein Erreichen der gewünschten Temperatur der Steuerung 18 meldet. Dann bleibt das Ventil 11 geschlossen, wobei das Schaltventil 12 mittels der Steuerung 18 geschlossen wird und warmes Wasser steht wieder direkt aus dem Zwischenspeicher 5 dem Abnehmer 8 zur Verfügung. Dabei wird das Pumpenelement 3 zur Einsparung von Energie abgeschaltet.

Ferner ist wichtig bei der vorliegenden Erfindung, dass beim Zapfen von Warmwasser an dem Abnehmer 8 das im Speicherelement 5 erwärmte Wasser solange zur Verfügung gestellt wird, bis Wasser aus der Ringleitung 2 über die Verbindungsleitung 4 und dem permanent elektrisch stromlos geöffentem Ventil 6 zugeführt wird, bis der Temperatursensor 16.2 oder 16.3 aufgrund des abgekühlten Wassers in der Ringleitung 2 im Speicherelement 5 ein Unterschreiten einer Temperatur der Steuerung 18 meldet. Dann wird das Magnetventil 6 geschlossen und das Bypassmagnetventil 14 freigegeben, wodurch bereits warmes Wasser in der Ringleitung 2 direkt über den Bypass 13 dem Abnehmer 8 zugeführt werden kann.

Denkbar ist auch, dass separat oder in Kombination bei Erreichen einer bestimmten Temperatur im Temperatursensor 16.3 und/oder bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur des Temperatursensors 16.2 im Speicherelement das Magnetventil 6 elektrisch geschlossen und das Bypassmagnetventil 14 geöffnet wird, um den Bypass 13 zum Versorgen des Abnehmers 8 von der Ringleitung 2 aus freizuschalten.

Es hat sich besonders günstig erwiesen, die Bauteile im Bypassmagnetventil 14 mit Bypass 13 sowie Speicherelement 5 mit eingesetztem Temperatursensor 16.2 sowie dessen Überbrückungsleitung 9 und dazwischengeschaltetem Schaltventil 12 sowie auch das Ventil 11 und der Temperatursensor 16.3 und die Steuerung 18 in eine einzige Baugruppe ggf. mit der Zuhilfenahme herkömmlicher Drei- oder Mehrwegeventile einzusetzen und als universelles Bauteil in herkömmlichen Ringleitungen 2 zum Versorgen von Abnehmern 8 einzusetzen.

Ferner sei vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst, dass in die Warmwasserzuführleitung 7 ein Strömungswächter 19 eingesetzt werden kann, welcher ebenfalls, wie gestrichelt angedeutet, mit der Steuerung 18 verbunden ist. Der Strömungswächter 19 kann einen Strömungsbeginn, beispielsweise beim Zapfen von Wasser am Abnehmer 8 erkennen und daraufhin in der Steuerung 18 beliebig gewünschte Programme zur Überprüfung und Steuerung der Temperatursensoren 16.2, 16.3, insbesondere die Schaltung der Ventile beeinflussen.

Die Ausgestaltung des Magnetventiles 6 als stromloses, offen geschaltetes Magnetventil bietet den Vorteil, dass bei Stromausfall immer noch eine permanente Wasserversorgung gewährleistet wird. Zwar ergeben sich unter Umständen Vorlaufzeiten von kaltem Wasser, jedoch ist ein Betrieb der Anlage permanent auch ohne Energie möglich.

Der Temperatursensor 16.1 im Speicherelement 1 kann ferner die Temperaturen mittels der Steuerung 18 am Temperatursensor 16.2 im Speicherelement 5 vergleichen.

Stellt sich keine Temperaturdifferenz ein, wenn beispielsweise die Wassertemperatur im Speicherelement zu gering ist, beispielsweise durch Solarheizung oder Sommerbetrieb, so wird das Magnetventil 6 permanent offengeschaltet.

Eine weitere Steuerungsmöglichkeit ist, dass durch die Entnahme von warmen Wasser durch den Abnehmer 8 aus dem Zwischenspeicherelement 5 über die Warmwasserzuführleitung 7 die Temperatur im Zwischenspeicher 5 durch das über die Verbindungsleitung 4 nachfliessende Wasser, bei offenem Magnetventil 6 abkühlt.

Dann wird das Magnetventil 6 geschlossen und das Bypassmagnetventil 14 liefert warmes Wasser direkt an den Abnehmer 8 aus der Ringleitung 2, da auf ein entsprechendes Signal der Steuerung 18 hin. Das Pumpenelement 3 ist dann ausgeschaltet.

Ferner ist bei der vorliegenden Warmwasserversorgungsanlage R₁, R₂ auch denkbar eine Zirkulation zwischen Ringleitung 2, Bypass 13, bei geöffneten Bypassmagnetventil 14 in den Zwischenspeicher 5 von dort in die Überbrückungsleitung 9 bei geöffnetem Schaltventil 12 zu betreiben. Dann ist zumindest das Ventil 11 der Ringleitung 2, ggf. auch das Magnetventil 6 der Verbindungsleitung 4 geschlossen.

Auf diese Weise ist warmes Wasser unmittelbar vor der Zapfstelle am Abnehmer 8 im Bypass 13 erwärmt und kann sofort zur Verfügung gestellt werden.

Die erfindungsgemässe Warmwasserversorgungsanlage R₁, R₂ bietet vielerlei Möglichkeiten der Regelung und Steuerung und insbesondere Bereitstellung von warmen Wasser unmittelbar am Abnehmer 8 bspw. einer Mischbatterie oder jedem beliebigen anderen Abnehmer.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sei auch daran gedacht, eine Mehrzahl von Zwischenspeicherelementen 5 mit jeweils davorgeschaltetem Bypass 13 und nachgeschalteter Überbrückungsleitung 9 mit den entsprechenden Bypassmagnetventilen 14 sowie Schaltventilen 12 in eine Ringleitung 2 in oben beschriebener Weise einzusetzen und noch weitere Abnehmer 8 oder eine Mehrzahl von Abnehmern 8 in oben beschriebener Weise mit warmen Brauchwasser zu versorgen. An das Zwischenspeicherelement 5 bzw. an die Warmwasserversorgungsanlage können jedoch auch mehrere Abnehmer 8 anschliessen.

Positionszahlenliste

1

Speicherelement

2

Ringleitung

3

Pumpenelement

4

Verbindungsleitung

5

Zwischenspeicherelement

6

Magnetventil

7

Warmwasserzuführleitung

8

Abnehmer

9

Überbrückungsleitung

10

Anschluss

11

Ventil

12

Schaltventil

13

Bypass

14

Bypassmagnetventil

15

Kaltwasserleitung

16

Temperatursensor

17

Leitung

18

Steuerung

19

Strömungswächter
R₁

Warmwasserversorgungsanlage
R₂

Warmwasserversorgungsanlage

Claims

1. Warmwasserversorgungsanlage zum Bereitstellen von warmen Brauchwasser an zumindest einer Mischbatterie od. dgl. Abnehmer (8), dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich einer Mischbatterie, eines Abnehmers (8) od. dgl. zumindest ein Zwischenspeicherelement (5) vorgesehen ist.

2. Warmwasserversorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenspeicherelement (5) mit einer Ringleitung (2) zum Versorgen von warmen Brauchwasser verbunden ist.

3. Warmwasserversorgungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenspeicherelement (5) andernends über eine Warmwasserzuführleitung (7) mit wenigstens einem Abnehmer (8) insbesondere einer Mischbatterie verbunden ist.

4. Warmwasserversorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Warmwasserzuführleitung (7) und der Ringleitung (2) ein Bypass (13) mit ggf. eingesetztem Bypassmagnetventil (14) vorgesehen ist.

5. Warmwasserversorgungsanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Verbindungsleitung (4) zwischen Ringleitung (2) und Zwischenspeicher (5) ein Magnetventil (6), bevorzugt stromlos offengeschaltet eingesetzt ist.

6. Warmwasserversorgungsanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Warmwasserzuführleitung (7) an das Zwischenspeicherelement (5) eine Überbrückungsleitung (9) zur Ringleitung (2) anschliesst, in welche ggf. ein Schaltventil (12) eingesetzt ist.

7. Warmwasserversorgungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Anschluss (10.1) von Verbindungsleitung (4) auf die Ringleitung (2) und einem Anschluss (10.2) von Überbrückungsleitung (9) auf die Ringleitung (2) ein Ventil (11) in die Ringleitung (2) eingesetzt ist.

8. Warmwasserversorgungsanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ringleitung (2) zumindest ein Pumpenelement (3) eingesetzt ist.

9. Warmwasserversorgungsanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringleitung (2) an ein Speicherelement (1) angeschlossen ist und von diesem mit warmen Brauchwasser versorgt wird.

10. Warmwasserversorgungsanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Speicherelement (1), dem Zwischenspeicherelement (5) und der Ringleitung (2) zumindest ein Temperatursensor (16.1 bis 16.3) zugeordnet ist.

11. Warmwasserversorgungsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente Temperatursensor (16.1 bis 16.3), Speicherelement (1), Zwischenspeicherelement (5), Pumpenelement (3) sowie Ventil (11), Schaltventil (12), Magnetventil (6) und Bypassmagnetventil (14) über zumindest eine Leitung (17), insbesondere Busleitung, mit einer Steuerung (18) verbunden sind.

12. Warmwasserversorgungsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf ein Signal des Temperatursensors (16.2), bei Unterschreiten einer einstellbaren Temperatur im Speicherelement (5) und/oder Überschreiten einer einstellbaren Temperatur im Temperatursensor (16.3) das Magnetventil (6) geschlossen und das Bypassmagnetventil (14) zur direkten Versorgung des Abnehmers (8) mit warmem Wasser auf Durchfluss geschaltet ist.