DE19934786A1 - Warmwasserversorgungsanlage - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ersetzt die Warmwasserzirkulationsleitung. DOLLAR A Die primäre Aufgabenstellung besteht darin, dem Benutzer einer Warmwasserleitung sofort nach Hahnöffnung warmes Wasser zur Verfügung zu stellen. Durch die Vorrichtung wird verhindert, daß das erkaltete Wasser, daß sich in der Leitung zwischen Warmwasserbereiter und Zapfstelle befindet, zeitaufwendig und nutzlos abgelassen werden muß. Die weitergehende Aufgabenstellung beinhaltet, daß die Nachrüstung bei bereits bestehenden Anlagen ohne Zirkulationsleitung keinerlei größeren Aufwand als beim Neubau einer Anlage erfordert. DOLLAR A Die Vorrichtung wird am Ende des Warmwasserstrangs installiert. Zu vorgegebenen Zeiten wird erkaltetes Warmwasser in ein Gefäß A abgelassen. Dadurch befindet sich im Warmwasserstrang warmes Wasser an allen Zapfstellen. Das abgelassene Wasser wird unter Erhöhung des Drucks in ein mit der Kaltwasserleitung verbundenes Expansionsgefäß B gepumpt. Von dort wird es bei Unterschreitung einer definierten Temperatur über ein Ventil in das Kaltwassernetz abgegeben. Auf eine Pumpe kann auch verzichtet werden, wenn die Kaltwasserleitung permanent mit einem niedrigeren Druck gefahren wird. DOLLAR A Optional kann die Anlage über einen Druckdifferenzschalter bedarfsorientiert gefahren werden.

Description

Die Aufgabenstellung besteht primär darin, dem Benutzer einer Warmwasserleitung in Gebäuden mit einer zentralen Warmwasserbereitung, die nicht über eine Ringleitung verfügen, sofort nach dem Öffnen des Wasserhahns warmes Wasser zur Verfügung zu stellen, ohne das zeitaufwendige Erfordernis des nutzlosen Ablassens des in der Leitung befindlichen erkalteten Wassers. Das ab­ gelassene erkaltete Wasser soll für den weiteren Gebrauch zur Verfügung gestellt werden.

Ein wesentlicher Teil der Aufgabenstellung besteht darin, die Nachrüstung eines Ringleitungser­ satzes bei extrem geringem Montageaufwand zu ermöglichen. Dabei soll der zu betreibende Ko­ stenaufwand für die Errichtung, den Einbau und den Betrieb der Anlage nicht größer sein als bei Errichtung einer herkömmlichen kompletten neuen Anlage, bei der eine Ringleitung bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden konnte, dies bei deutlich verringerten Betriebskosten. Die Aufgabenstellung beinhaltet daher, daß außer dem Anschluß der Vorrichtung beispielsweise über die Eckventile eines Waschbeckens keine weiteren Eingriffe in die sanitären Anlagen erforderlich sein sollen.

Die Abmessungen der Vorrichtung sollen durch konstruktive Maßnahmen und eine intelligente Steuerung so gering ausfallen, daß eine Installation unter einem Waschbecken problemlos möglich ist. Zur primären Aufgabenstellung gehört außerdem die Vermeidung der Erwärmung der Kalt­ wasserleitung respektive der Austritt vom warmen Wasser an den Kaltwasserzapfventilen, um Ge­ sundheitsgefahren zu vermeiden.

Eine bauseitige Berücksichtigung der vorgeschlagenen Anlage unter Rückgriff auf das Erfin­ dungsprinzip ermöglicht jedoch eine weitere Vereinfachung der Vorrichtung; die Variante wird als zweites beschrieben.

Zu Zeiten, zu denen die Anlage nicht in Betrieb ist - der Gesetzgeber schreibt in der Heizungsanla­ genverordnung für den Betrieb von Zirkulationspumpen Steuereinrichtungen vor, die diese in Ab­ hängigkeit von der Zeit schalten - kann sie alternativ oder kumulativ über eine bedarfsorientierte Einschaltmöglichkeit verfügen. Der Vorgang des Ablassens soll von jedem Wasserhahn aus einge­ leitet werden können. Dabei ist anzumerken, daß zumindest die bauseitig zu berücksichtigende Anlage nicht unter den Wortlaut des derzeit gültigen Gesestzestext fällt, weshalb sie auch keinem Abschaltungszwang unterliegt.

Die beschriebene Vorrichtung soll möglichst an der letzten bzw. der am weitesten von der Warm­ wasserbereitung entfernt gelegenen Verbrauchsstelle installiert werden. Aufgrund der geringen Abmessungen kann sie unter jedes Waschbecken montiert werden. Der Anschluß erfolgt bei Nach­ rüstung einer Anlage über die Eckventile des Waschbeckens. Außerdem ist je nach Ausführungs­ variante ein Stromanschluß erforderlich.

Beschrieben werden zwei Variationen, die auf das gleiche Prinzip zurückgreifen.

Die zuerst beschriebene ist für den Nachrüstbereich gedacht, die letztere für eine bauseitige Be­ rücksichtigung.

A. Die Anlage verfügt über zwei Expansionsgefäße, von denen das erste über ein Ventil mit der Warmwasserleitung verbunden ist. Dieses kann bei Ausführung als Elektromagnetventil über eine Zeitschaltuhr angesteuert werden. Zu bestimmten Tageszeiten, an denen regelmäßig warmes Was­ ser benötigt wird, erfolgt die Öffnung des Ventils über die Steuerung automatisch. Dabei wird die Temperatur des einlaufenden Wassers über einen Temperatursensor von der Steuerung erfaßt. So­ bald eine vorher festgelegte Temperatur erreicht ist, wird das Ventil automatisch verschlossen. Durch diesen Vorgang ist gewährleistet, daß sich im gesamten Warmwasserstrang warmes Wasser befindet, das an den Zapfstellen für die Warmwasserentnahme sofort zur Verfügung steht. Hiervon werden lediglich die regelmäßig kurzen Stücke der Stichleitungen nicht erfaßt.

In den aktiven Betriebszeiten, die von einer Zeitschaltuhr gesteuert werden, wird die Abkühlung des Wassers, das sich in dem Gefäß und den Leitungen befindet, von dem Temperatursensor er­ faßt. Bei Unterschreitung einer weiteren definierten Temperaturschwelle wird das Ventil von der Steuerung erneut in den geöffneten Zustand versetzt.

Vor jedem weiteren Ablaßvorgang oder nach Auslösung eines Füllstandsschalters wird das Wasser durch eine Pumpe in ein zweites Expansionsgefäß B unter Druckerhöhung gepumpt. Dieses ist über ein Ventil, das ebenfalls in Abhängigkeit der Wassertemperatur geschaltet wird, mit der Kaltwasserleitung verbunden. Die Wassertemperatur in diesem Gefäß wird in der Nähe des Ventils ebenfalls von der Steuerung über einen Temperatursensor erfaßt. Bei Unterschreitung einer defi­ nierten Temperaturschwelle, die nur unwesentlich über der normalen Raumtemperatur liegen darf, wird das Ventil in den geöffneten Zustand versetzt. Dies kann auch durch ein Thermostatventil erfolgen. Nunmehr erstreckt sich der geringfügig höhere Druck des zweiten Gefäßes auf das ge­ samte System. Da dieser Druck höher ist als der Druck der Einspeisung, wird das Gefäß bei Öff­ nung einer beliebigen Zapfstelle zunächst entleert, bevor die Rückschlagklappe der Einspeisung geöffnet wird. Nach Entleerung stehen die Gefäße für die erneute Wasseraufnahme bereit. Bei An­ stieg der Wassertemperatur über einen bestimmten Wert, beispielsweise weil gravitationsbedingt wärmere Schichten zum Ablaß anstehen, schließt das Ventil automatisch. Dieses Ventil kann auch als stromlos arbeitendes Thermostatventil ausgestaltet sein.

Wenn die beiden genannten Gefäße als Expansionsgefäße gewählt werden, so kann die Dimension der Pumpe sehr klein gewählt werden, da die zu überwindende Druckdifferenz nur gering ist und die zu befördernde Wassermenge sich auf deutlich weniger als 100 l pro Tag und Haushalt be­ läuft.

Um die Funktion der Anlage zu gewährleisten und die Abmessungen der Gefäße möglichst gering zu halten, ist es durch konstruktive Maßnahmen erforderlich, das warme Wasser in der Anlage schnell über das kaltwasserseitige Ventil für den Verbrauch zur Verfügung zu stellen. Da dies nur bei Unterschreitung einer bestimmten Temperatur erfolgt, muß das Wasser möglichst schnell ab­ gekühlt werden. Die Abkühlung erfolgt zum einen durch an den Gefäßen angebrachten Kühlkör­ per, zum anderen durch eine zweistufige Warmwassereinlaßsteuerung. Außerdem wird bei Ver­ wendung von zwei Gefäßen und somit einer zweistufigen Abkühlung, von denen im ersten das wärmere Wasser gehalten wird, eine höhere Temperaturdifferenz gegenüber der Raumtemperatur gehalten, was zu einer schnelleren Abkühlung des Wassers führt als bei Ausgestaltung mit einem größer gewählten Gefäß, das vom Aufnahmevolumen der Summe der kleineren entspricht, in dem eine Mischtemperatur vorherrscht.

Eine optionale Erweiterung der Funktion bewirkt in den Zeiten, in denen die präventive Warm­ wasserbevorratung über die Zeitschaltuhr abgeschaltet ist, eine Verkürzung der Wartezeit und eine Wasserersparnis von ca. 70%. Die zusätzliche bedarfsorientierte Steuerung erfolgt über einen Drucksensor, der auch für die Steuerung von Ringleitungspumpen Verwendung findet. Hierbei wird ein kurzzeitiger Druckabfall in der Warmwasserleitung festgestellt, wie er regelmäßig nur bei Öffnung eines Warmwasserhahns auftritt. Über diesen Impuls wird von der Steuerung die Infor­ mation erfaßt, daß in diesem Moment eine Warmwasserzapfung im Haus erfolgt. Um dem Benut­ zer der Warmwasserleitung die Wartezeit zu verkürzen, wird das Ventil in der 2. Stufe voll geöff­ net, bis warmes Wasser in das Gefäß A einläuft. Bei Signalgebung durch den Benutzer per Was­ serhahn (öffnen des Hahns und sofortiges schließen des Wasserhahns) und Inkaufnahme einer ge­ ringen Wartezeit vor dem Zapfvorgang werden 99% des Wassers gespart. Aufgrund der Verwen­ dung einer mechanischen Ausführung fallen für die Herstellung der Betriebsbereitschaft keinerlei weiteren Stromkosten an.

Die zweistufige Ventilsteuerung ist nur dann erforderlich, wenn auch eine bedarfsorientierte Steue­ rung vorgesehen ist.

Bei der Steuerung per Zeitschaltuhr hingegen wird das Warmwasserventil nur geringfügig in Stufe 1 geöffnet. Durch die geringere Strömungsgeschwindigkeit in dem Warmwasserstrang gibt das nachfließende Wasser die Wärme zunächst an die erkalteten Leitungen ab. Die abgegebene Wärme muß nicht über die Kühlkörper abgebaut werden, wodurch die Abmessungen gering gehalten wer­ den können.

Bei Steuerung über eine Zeitschaltuhr und Montage der Anlage im Badezimmer unter dem Waschbecken stellt sich als positiver Begleiteffekt die Erwärmung des Raumes gerade zu den Zeiten ein, in denen dieser regelmäßig genutzt wird. Die Wärmeenergie geht nicht nutzlos verlo­ ren.

B. Bei bauseitiger Berücksichtigung anstelle einer Zirkulationsleitung kann unter Vereinfachung der Anlage auf das gleiche Funktionsprinzip zurückgegriffen werden.

Da hier die Unterbringung der Anlage nicht in dem Maße räumlichen Zwängen unterliegt, kann das Expansionsgefäß größer gewählt werden. Statt der oben vorgesehenen Pumpe zur Druckerhö­ hung kann hier auf das bekannte Prinzip zurückgegriffen werden, die Warm- und die Kaltwasser­ leitung mit unterschiedlichen Drücken zu betreiben, indem vor die Kaltwasserversorgung ein Druckreduzierer eingebaut wird. Diese in der Anschauung kostensparenden Maßnahmen bewirken nicht nur eine Minimierung der Betriebskosten, auch die Verschleißfestigkeit der Anlage wird er­ höht.

Aufgrund der Verwendung eines größeren Expansionsgefäßes und oben beschriebener Drucksi­ tuation ist ein einziges Expansionsgefäß für den Betrieb der Anlage ausreichend. Dieses ist eben­ falls über zwei entsprechend temperaturgesteuerte Ventile mit der Warm- und der Kaltwasserlei­ tung zu verbinden. Auch hier sind die oben beschriebenen konstruktiven Maßnahmen zur Abküh­ lung des Wassers vorgesehen. Es können Maßnahmen in dem Gefäß vorgesehen werden, die eine Vermischung des weitgehend abgekühlten Wassers mit dem nachfließenden Wasser verhindern, damit der Ablaßvorgang beschleunigt werden kann. Hierzu zählen bekannte Vorrichtungen in den Gefäßen, die eine Zerstörung der gravitationsbedingten Wassertemperaturschichtung durch nach­ fließendes Wasser vermeiden.

Der Betrieb der hier beschriebenen Anlage ist bei Verwendung von Thermostatventilen realisier­ bar, ohne das überhaupt ein Anschluß an das Stromnetz erforderlich ist. Diese Ausführungsvari­ ante erscheint bei entsprechender Isolation der Warmwasserleitungen am empfehlenswertesten, wodurch ganztägig warmes Wasser sofort zur Verfügung steht. Die Druckdifferenz zwischen den Leitungen braucht zumal, aus oben genannten Gründen eine geringe Fließgeschwindigkeit ange­ strebt ist, nur wenige Zehntel Bar zu betragen.

Stand der Technik

Dem Wunsch nach Komfort, sofort warmes Wasser an der Verbrauchsstelle zur Verfügung zu ha­ ben, wird heute durch den Einbau einer Zirkulationsleitung Rechnung getragen. Dabei handelt es sich um eine Ringleitung, die am Ort der Warmwasserbereitung beginnt und endet. Mittels einer Pumpe wird das Wasser in der Leitung ständig zirkuliert, wodurch an den daran angeschlossenen Verbrauchern sofort warmes Wasser zur Verfügung steht.

Diese Technik ist jedoch nicht nur von der Anschaffung her sehr kostenintensiv, sie bringt auch erhebliche Betriebs- und Wartungskosten mit sich. So verbraucht die ständig arbeitende Pumpe viel elektrische Energie. Darüber hinaus geben die ständig erwärmten Warmwasserleitungen Wär­ me an ihre Umgebung ab. Allein diese Verluste können sich auf 80 Watt pro laufendem Meter be­ laufen. Des weiteren führt die unerwünschte Wärmeabgabe zu einer im Sommer unerwünschten Aufheizung der Gebäude, die teilweise durch Klimaanlagen kompensiert werden muß.

Ein weiterer Nachteil dieser Technik ist darin zu sehen, daß der nachträgliche Einbau einer solchen Anlage aufgrund des damit verbundenen Aufwands regelmäßig nur in Verbindung mit einer grundlegenden Gebäudesanierung erfolgen kann, weil eine zusätzliche Rohrleitung durch das gan­ ze Haus verlegt werden muß.

Aufgrund dieser zu überwindenden Nachteile finden sich in der Literatur bereits einige Lösungsan­ sätze, denen gemeinsam der Gedanke zugrunde liegt, die Kaltwasserleitung als eine Art Rücklauf leitung zu verwenden bzw. das erkaltete Wasser über die Kaltwasserleitung für den weiteren Ge­ brauch zur Verfügung zu stellen.

In der Offenlegungsschrift DE 36 22 139 A1 wird eine Wasserversorgungsanlage beschrieben, der ebenfalls dieser Gedanke zugrunde liegt.

Das Wasser wird ausweislich des Anspruches 1 automatisch bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur an der Zapfstelle in ein an die Kaltwasserleitung angeschlossenes Expansionsgefäß abgelassen.

Der grundlegende Gedanke der Anmeldung DE 36 22 139 A1, das Warm- und Kaltwassernetz mit unterschiedlichen Drücken zu betreiben ist, wie oben dargestellt, auf die vorliegende Anmeldung übertragbar.

Der entscheidende Unterschied besteht jedoch in der darüber hinausgehenden Aufgabenstellung dieser Anmeldung, wonach zum einen die Erwärmung der Kaltwasserleitung zu vermeiden ist und zum anderen bei möglichst geringen Abmessungen eine nachträgliche Montage ohne weitergehen­ de Leitungseingriffe möglich sein soll.

Dementsprechend sind hier konstruktive Maßnahmen vorgesehen, die eine Erwärmung der Lei­ tung verhindern. Diese umfassen neben der Berücksichtigung der Fließgeschwindigkeit des Zuflu­ ßes auch die Vorsehung von Kühlkörpern und die Trennung von warmen und kalten Wasser.

Letzteres ist erforderlich, um die entscheidende und die Aufgabenstellung lösende Vorrichtung sinnvoll betreiben zu können. Es handelt sich dabei um das an die Kaltwasserleitung angeschlosse­ ne Ventil, das nur dann in den geöffneten Zustand versetzt wird, wenn das Warmwasser eine be­ stimmte Temperatur unterschritten hat.

Die weitergehende Aufgabenstellung dieser Anmeldung führt zur Vermeidung des Austretens von warmem Wasser aus der Kaltwasserleitung. Neben dem Komfortgewinn, der aus der Vermeidung des genannten Nebeneffekts resultiert, entspricht die vorliegende Anmeldung den Anforderungen des DVGW und ist im Gegensatz zur zitierten Anmeldung prüfsiegelfähig, was eine zwingende Bedingung für den Vertrieb derartiger Vorrichtungen in Deutschland darstellt.

Außerdem wird bei Vermischung des Wassers - das im Gegensatz zum Warmwasser nicht über ei­ ne bestimmte Temperatur keimfrei gemacht wurde - durch die niedrige Temperatur die Gefahr ei­ ner Vermehrung von möglicherweise im Kaltwassernetz befindlichen Erregern, unter anderen auch der Legionärskrankheit, ausgeschlossen.

Auf die Ergreifung der angeführten Maßnahmen zur Herbeiführung einer in der Praxis verwendba­ ren Vorrichtung ist die Fachwelt trotz zahlreicher Anmeldungen auf diesem Gebiet und großen Interesses seitens der Industrie und des Verstreichens von über 11 Jahren seit Offenlegung der Anmeldung DE 36 22 139 A1 nicht gekommen, obwohl alle Entwicklungsabteilungen der maßgeb­ lichen Firmen im tatsächlichen mit der genannten Offenlegungsschrift befaßt waren. Die genannte Anmeldung ist wegen Nichtzahlung der Jahresgebühren bereits 1993 erloschen.

Die Offenlegungsschrift DE 37 23 089 A1 verwendet ebenfalls die Kaltwasserleitung als eine Art Rücklaufleitung, wobei das in das Kaltwassernetz eingeleitete Wasser nicht von einem Expansi­ onsgefäß aufgenommen wird, sondern von einer Pumpe über eine weitere Verbindungsleitung in den Warmwasserbereiter zurück gepumpt wird. Bei dieser Anmeldung wird dem Benutzer jedoch nicht präventiv warmes Wasser zur Verfügung gestellt, was dazu führt, daß immer eine geringe Wartezeit in Kauf zu nehmen ist. Hierin ist ein wesentlicher Unterschied zu erblicken.

Jedoch ist auch hier optional eine bedarfsorientierte Steuerung vorgesehen.

Die vorgeschlagene Anlage ist auch in dieser Hinsicht nicht mit der anlagespezifischen Problematik behaftet, den Ein- und Ausschaltzeitpunkt der Pumpe zu definieren und die Pumpe anzusteuern. Die Einschaltung der Pumpe erfolgt dort über eine aufwendige und in der Praxis störanfällige Sen­ sorproblematik. Bezüglich des Zeitpunktes der Ausschaltung ergibt sich die Problematik, daß die von einem Temperatursensor an eine Steuerelektronik gelieferte Information, daß nach dem Be­ trieb der Pumpe warmes Wasser an der Zapfstelle zur Verfügung steht, zu einer Abschaltung der Pumpe führen muß. Dabei ergeben sich prinzipiell zwei Möglichkeiten, die Pumpe im System zu plazieren. Entweder geschieht dies, wie vom Anmelder vorgesehen, in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Ort, an dem die Ausschaltungsinformation anfällt oder aber die Pumpe ist zentral im System angeordnet, also von der Zapfstelle entfernt.

In ersterem Fall bedeutet dies, daß jede einzelne Zapfstelle mit einer eigenen Sensor- und Pumpen­ anlage ausgestattet sein muß. Der Anmelder erkennt dies und räumt in Spalte 3 Zeile 101 ein, daß mit dieser Vorrichtung lediglich einzelne Zapfstellen aufwendig nachgerüstet werden können. Dar­ über hinaus müßte jede Pumpe wesentlich größer als eine normale Zirkulationspumpe dimensio­ niert sein, um den positiven Effekt der vorliegenden Anmeldung, nämlich ein Verkürzen der War­ tezeit bei zeitgleicher Zapfung, zu erreichen. Dieser Aufwand ist jedoch unverhältnismäßig. In letzterem Fall wäre zwar die Versorgung sämtlicher Zapfstellen mit einer Pumpe denkbar, je­ doch müßte die Information, wann das warme Wasser an der Zapfstelle angelangt ist, entweder per Funk oder durch eine jede Zapfstelle erfassende, durch das gesamte Haus zu verlegende Lei­ tung, an die Pumpensteuerung weitergeleitet werden.

Diese Problematik wird durch die vorliegende Anmeldung umgangen, da alle Bauteile inklusive der Sensoren konstruktionsbedingt in unmittelbarer räumlicher Nähe angeordnet sind.

Ein weiterer entscheidender Vorteil der vorgeschlagenen Anlage, der auch einen Vorteil gegen­ über der Offenlegungsschrift DE 36 22 139 A1 darstellt (dort Spalte 5 Zeilen 49ff.), ist die kon­ struktionsbedingte Lösung der Problematik, die sich bei Installation in Mehrparteienhäusern, die über Zwischenzähler verfügen, ergibt.

Da bei der vorliegenden Anlage alle Bauteile in unmittelbarer räumlicher Nähe angeordnet sind, kann die Installation entweder an einem Ort erfolgen, der zwar vom Hauptzähler nicht aber von den Zwischenzählern erfaßt wird. Die sich ergebende Differenz aus der Summe der Zwischenzäh­ ler und des Hauptzählers kann dann anteilig von der Hausrechnung abgezogen werden bzw. wirkt sich kostenersparend aus, wenn ein gemeinsamer Gartenbewässerungs- oder Waschküchenzähler vorhanden ist.

Wenn ein entsprechender Installationsort nicht gefunden werden kann und die Anlage in der letz­ ten Wohnung installiert wird, so kann die Vorrichtung mit einem eigenen Zähler ausgestattet wer­ den. Das Zählergebnis wird dem Wohnungsinhaber von seinem Warmwasserzähler abgezogen und anschließend auf die Kaltwasserrechnung aufgeschlagen mit der Folge, daß diese Differenz zu den Kosten der Warmwasserbereitung aufgeschlagen wird. Leitungseingriffe sind daher nicht erforder­ lich.

An der oben dargestellten Pumpensteuerungsproblematik krankt auch die Anmeldung DE 39 16 195 A1, bei der der Anmelder vorsichtshalber auf die Einzeichnung einer Pumpe bewußt ver­ zichtet hat (Spalte 4 Zeile 35). Dies mag dazu geführt haben, daß die genannten Anmeldungen in der Praxis keinen Anklang gefunden haben.

Der jüngste Vorschlag DE 197 10 883 hat eine vergleichbare Aufgabenstellung zur Grundlage, vermag die hier erweiterte Aufgabenstellung jedoch bei weitem nicht zu lösen.

Dort wird ebenfalls in der Nähe der letzten Verbrauchsstelle eine Vorrichtung installiert. Es han­ delt sich dabei um ein senkrecht angeordnetes zylindrisches Gefäß, das über einen warmwassersei­ tigen Anschluß im oberen Bereich und einen kaltwasserseitigen Anschluß im unteren Bereich ver­ fügt. Die Leitungsnetze werden von einem schweren, in dem Zylinder hin- und herbeweglichen Kolben getrennt. Über eine kaltwasserseitig installierte Pumpe wird Kaltwasser in den Zylinder gepumpt. Bei Unterschreitung einer bestimmten Wassertemperatur in der Warmwasserleitung öff­ net ein warmwasserseitiges Ventil und eine kaltwasserseitig montierte Pumpe pumpt Kaltwasser in den Zylinder, was zu einem Ansteigen des Kolbens und einer Verdrängung von dem in dem warmwasserseitigen Teil des Zylinders befindlichen Wasser führt. Dieses soll über die Warmwas­ serleitung zurück in den Warmwasserbereiter fließen. Die Pumpe wird abgeschaltet, wenn der Kolben den obersten Punkt des Zylinders erreicht hat.

Bei Öffnung eines Kaltwasserhahns wird das Wasser für den Verbrauch zunächst aus dem kalt­ wasserseitigen Teil des Zylinders entnommen, da der Druck aufgrund des Kolbengewichts zu einer kaltwasserseitigen Druckerhöhung gegenüber der Speisleitung führt. Dadurch wird Wasser aus der Warmwasserleitung in den Zylinder gesaugt, das aus dem Warmwasserbereiter entnommen wird. An den Zapfstellen steht somit Warmwasser zur Verfügung.

Die Errichtung der beschriebenen Anlage kommt jedoch nicht ohne Leitungseingriffe aus, da hier insbesondere bei Vorhandensein von Zwischenzählern das hin- und tierfließende Wasser sowohl in der Kaltwasserleitung, als auch in der Warmwasserleitung zwangsläufig zu einer Zähler- und Ab­ rechnungsproblematik führt, die Leitungseingriffe erforderlich macht.

Ein weiteres Problem ergibt sich aus der Beachtung der Errichtungsvorschriften für derartige Brauchwasseranlagen. Danach ist für die Zuleitung des Warmwasserbereiters eine Rückschlag­ klappe vorzusehen. Die Anlage funktioniert daher nur, wenn ein entsprechend dimensioniertes Ex­ pansionsgefäß am Warmwasserbereiter vorgesehen ist, was von der hier gestellten weitergehenden Aufgabenstellung bezüglich der Nachrüstung von Anlagen zu vermeiden war.

Der entscheidende Nachteil der Anlage besteht jedoch in der damit verbundenen Gesundheitsge­ fahr für den Benutzer, der die Anlage nicht prüfsiegeltauglich im Sinne des DVGW erscheinen läßt.

Anders als bei der hier vorgeschlagenen Anlage bezieht der Benutzer sein Warmwasser bei Einsatz der Anlage nämlich aus zwei Richtungen, wobei das Wasser höchst unterschiedlich temperiert sein kann, was zu einer Verbrühungsgefahr führt: Setzt die Pumpe morgens nach einer nächtlichen Stillstandsphase ein, während der Benutzer bereits warm duscht, so wird ein Nachregulieren der Temperatur erforderlich, wenn das aus dem Zylinder kommende kalte Wasser die Zapfstelle er­ reicht, indem der Warmwasserhahn voll geöffnet wird. Nach Abschaltung der Pumpe bzw. Entlee­ rung des Zylinders kommt dann jedoch binnen weniger Sekunden heißes Wasser aus der Dusche, es besteht Verbrühungsgefahr.

Auch die Vermeidung dieses Nachteils stellt einen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik dar.

Bezugszeichenliste

1

Wasserzulauf

2

Druckreduzierer

3

Warmwasserbereiter

4

Warmwasserzapfstelle

5

Kaltwasserzapfstelle

6

Kühlkörper

7

Expansionsgefäß

8

Warmwasserablaßventil mit Thermostat- oder Temperatursteuerung

9

Kaltwasserablaßventil mit Thermostat- oder Temperatursteuerung

10

Rückschlagklappe

11

Pumpensteuerung

12

Pumpe

13

Temperatursensor

14

Füllstandsschalter

Claims (10)

1. Verfahren zur Bereitstellung von Warmwasser an den Warmwasserzapfstellen von Gebäuden, wobei das in den Leitungen erkaltete Warmwasser über ein temperaturgesteuertes Ventil von ei­ nem in der Nähe der letzten Verbrauchsstelle montierten Expansionsgefäß aufgenommen wird und über das Kaltwassernetz für den weiteren Verbrauch zur Verfügung gestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser durch Kühlkörper auf Raumtemperatur abgekühlt wird, bevor es in einem nach­ folgenden Schritt durch eine Druckerhöhungspumpe unter einen höheren Druck versetzt wird, als der, der in der Kaltwasserleitung herrscht, wodurch es über ein zweites temperaturgesteuertes Ventil, über das eine Verbindung zur Kaltwasserleitung herstellbar ist, bei Unterschreitung einer definierten Temperatur für den Verbrauch zur Verfügung gestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt einer Pumpe zur Druckerhö­ hung in dem Expansionsgefäß auch eine Druckdifferenz zwischen Warm-, Kaltwasserleitung und dem Gefäß hergestellt werden kann, indem der Wasserdruck der Kaltwasserleitung unter das Druckniveau der Warmwasserleitung abgesenkt wird, indem vor die Kaltwasserleitung ein Druck­ reduzierer geschaltet ist.

3. Vorrichtung zur Erweiterung von Warmwasserversorgungsanlagen für Gebäude mit zentraler Warmwasserbereitung, die möglichst an der letzten Verbrauchsstelle des Warmwasserversor­ gungsstrangs mit einem in Abhängigkeit der Variablen Unterschreitung einer definierten Wasser­ temperatur, Tageszeit oder tatsächlicher Bedarf (Wasserhahnöffnung) steuerbaren Wasserablaß­ ventil versehen ist, über das eine Verbindung zu einem mit einem niedrigeren Druck versehenen Gefäß herstellbar ist, wobei das Ventil bei Überschreitung einer vorgegebenen Wassertemperatur automatisch schließt, wodurch der Gefäßinhalt über eine Verbindungsleitung mit einer mit einem noch niedrigeren Druck versehenen Kaltwasserleitung für den Verbrauch bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereitstellung erst erfolgt, nachdem das Wasser in dem Gefäß über Kühlkörper in die Nä­ he der Raumtemperatur abgekühlt wird, indem es über ein zweites temperaturgesteuertes Ventil - worüber eine Verbindung zur Kaltwasserleitung herstellbar ist -, das erst bei Unterschreitung eines geringfügig oberhalb der Raumtemperatur liegenden Wassertemperaturschaltpunktes in den ge­ öffneten Zustand versetzbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gefäßen Kühlkörper angebracht sind, die die Restwärme des Wassers an die Umge­ bung ableiten und in dem/den Gefäße(n) Vorrichtungen vorgesehen sind, die eine Zerstörung der gravitationsbedingten Temperaturschichten des bereits im Gefäß befindlichen Wassers durch nachfließendes und abfließendes Wasser verhindern.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenz zwischen der Kaltwasserleitung und der Warmwasserleitung sowohl durch eine Druckerhöhungspumpe als auch einen kaltwasserseitig installierten Druckreduzierer erzeugt werden kann, wobei der Betriebsdruck des/der Aufnahmegefäß(e) normalerweise zwischen diesen Werten liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Wasseraufnahme zwei Gefäße vorgesehen sind, von denen eins an die Warmwasser­ leitung angeschlossen ist und das zweite an die Kaltwasserleitung, wobei die Gefäße über eine Druckerhöhungspumpe miteinander verbunden sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, und dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenbetrieb über eine Steuerlogik in Abhängigkeit der in den Gefäßen vorherrschenden Wassertemperaturen, des Füllstands und/oder der Zeit geschaltet wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasserzähler vorhanden sein kann, der die in das Kaltwassernetz abgelassene Wassermen­ ge erfaßt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung unter einem Waschbecken über die Eckventile an eine bestehende Warmwas­ serversorung angeschlossen werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb der Anlage unter Verwendung von Thermostatventilen bei Einsatz eines Druckreduzierers zur Herstellung einer Druckdifferenz zwischen Warm-, Kaltzufluß und Expansi­ onsgefäß kein Stromanschluß erforderlich ist.