DE20200163U1 - Schaltungsanordnung zur Trinkwarmwasserbereitung in zentralen Wärmeversorgungssystemen - Google Patents
Schaltungsanordnung zur Trinkwarmwasserbereitung in zentralen WärmeversorgungssystemenInfo
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Description
Schaltungsanordnung zur Trinkwarmwasserbereitung in zentralen
Wärmeversorgungssystemen
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Trinkwarmwasserbereitung in zentralen Wärmeversorgungssystemen. Sie ist insbesondere für Heizsysteme geeignet, in denen einerseits hohe Sorgfalt auf die Vermeidung von Legionellenproblemen zu richten ist, andererseits zum Schutz gegen Verbrühungen eine Trinkwarmwassertemperatur von beispielsweise 45 0C (es könnten auch 40 0C, 50 0C oder 55 0C spezifiziert werden) nicht überschritten werden darf. Das sind beispielsweise fernwärmeversorgte öffentliche Gebäude, Krankenhäuser, Kureinrichtungen, Schulen und Wohnheime.
Zur Vermeidung der gefährlichen Legionellenbildung ist es in Fernwärmesystemen üblich, Trinkwarmwasser vor seiner Bereitstellung für den Verbraucher kurzzeitig auf eine Temperatur von über 65° C zu erhitzen (thermisehe Desinfektion). Trotzdem ist nicht auszuschließen, daß spätere Temperaturschwankungen und/oder mineralische Ablagerungen in Speicherbehältern oder Rohrleitungen auch nach vollzogener Desinfektion erneut zum Entstehen von Legionellen führen. Deshalb ist grundsätzlich empfehlenswert, aus Gründen der Warmhaltung der Warmwasserleitung zirkulierendes Trinkwarmwasser vor der erneuten Einspeisung vollständig zu desinfizieren.
In modernen Wärmeversorgungssystemen, die den gegenwärtigen Stand der Technik charakterisieren, erfolgt die Trinkwassererwärmung und -desinfizierung zur bestmöglichen Ausnutzung der Wärmeenergie des Heizwassers primärseitig mittels zwei hintereinander geschalteten Wärmeübertragern. In einem dritten Wärmeübertrager (Rückkühler) wird an-
schließend ein Teil des vorher auf ca. 65 0C erhitzten Trinkwarmwassers wieder erheblich abgekühlt und in einem darüber angeordneten Mischventil körperlich mit heißem Trinkwarmwasser auf die jeweils vorgegebene Entnahmetemperatur von ca. 45 °C vermischt. Für die häufig angewendete „Verschneidung" von zirkulierendem Trinkwarmwasser ist ein erneutes Auftreten von Legionellen im einströmenden Trinkwasser dann nicht völlig ausgeschlossen, wenn sich in „Toträumen" des nachfolgenden Trinkwassersystems Legionellen aufhalten. Für direkt soeben erst rückgekühltes Trink"heiß"wasser (65 0C) besteht diese Gefahr nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für die Trinkwarmwasserbereitung in zentralen Wärmeversorgungssystemen zu entwickeln, die die bestmögliche Ausnutzung der Wärmeenergie des Heizwassers und die maximale Ausnutzung des Energiespeichervermögens des zur Energiepufferung üblichen Trinkwasserpufferspeichers gewährleistet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 11.
Die beanspruchte Schaltungsanordnung und die mit ihr verbundenen Vorteile werden nachfolgend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dazu zeigen
25
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Figur 1 eine Fernwärmesystem mit zweistufiger Trinkwarmwasserer-
wärmung, Pufferspeicher und erfindungsgemäßer Rückkühlung gemäß Beispiel 1;
Figur 2 eine Schaltung gemäß Beispiel 1 mit vorgeschalteter zweistufiger Sicherheitstechnik.
-O
Das im Wärmeaustausch mit dem Heiznetzrück- bzw. -vorlauf im Vorwärmer 1 und Nachwärmer 2 auf = 65 0C erhitzte und mit einer Verweilzeit von ca. 6 Minuten erfindungsgemäß über einen externen, hydraulisch in Reihe geschalteten Reaktionsbehälter 4 geleitete Trinkwarmwasser wird über den Trinkwarmwasser-Wärmeübertrager 3 (Rückkühler) geleitet. Auf der Prirnärseite des Wärmeübertragers 3 ist erfindungsgemäß ein Mehrwegeventil 5, vorzugsweise Dreiwegeventil, eingebunden. Dieses wirkt als Verteilventil, indem es genau die Menge des zuströmenden kalten Trinkwassers über den Wärmeübertrager 3 leitet, die erforderlich ist, das auf der anderen Seite mit = 650C zuströmende heiße Trinkwasser im Durchfluß auf eine definierte Systemtemperatur von beispielsweise 45 0C abzukühlen. Die Regelung der Ventilstellung wird von einem im Trinkwarmwasserstrom angeordneten Temperaturfühler 7 übernommen.
Die Schaltung garantiert eine schnelle Abkühlung des 65-grädigen Trinkwarmwassers auf eine definierte Systemtemperatur von ca. 45 0C, ohne daß eine Vermischung des bei der Rückkühlung erwärmten noch nicht desinfizierten Trinkwarmwassers mit dem größtenteils durch das Verteilventil an dem Rückkühler vorbeigeleitetem Trinkkaltwasser erfolgt.
Es wird erreicht, daß der überwiegende Teil des eingespeisten kalten Trinkwassers nicht über den Trinkwarmwasser-Wärmeübertrager 3 geleitet werden muß und damit zur maximalen Rücklaufauskühlung des Heiznetz-Rücklaufs zur Verfügung steht.
Bei Anordnung eines Pufferspeichers 6 für TrinkwarrrW-kaltwasser zur Senkung der maximal erforderlichen Heizleistung wird durch die erfindungsgemäße Schaltung das Speichervermögen des Pufferspeichers wesentlich erhöht, da nur das über das Mehrwegeventil 5 am Rückkühlprozeß
vorbeigeleitete thermisch unbeeinflußte Trinkkaltwasser beim Entladevorgang des Trinkwasserpufferspeichers in den unteren Teil des Pufferspeichers 6 eingeleitet wird. Das trägt beim Wiederaufladen des Pufferspeichers zur weiteren Auskühlung des Heiznetz-Rücklaufs bei.
Eine weitere vorteilhafte Wirkung der erfindungsgemäßen Schältung ergibt sich aus der Tatsache, daß der Vorwärmer 1 ausschließlich mit kaltem Trinkwasser (von ca. 10 0C) beaufschlagt wird, was zu einer wesentlich höheren Temperaturspreizung im Vorwärmer 1 unabhängig davon führt, ob ein Pufferspeicher zum Einsatz kommt oder nicht.
Weiterhin wird nicht nur das Kaltwasser aus der Trinkwasserversorgung, sondern auch der gesamte Zirkulationswasserstrom ZW vor der erneuten Einspeisung in das Trinkwassersystem desinfiziert.
Für Heiz- und Trinkwarmwassersysteme mit höchsten Ansprüchen an Iegionellenfreies Trinkwarmwasser von beispielsweise 45 0C kann der in Beispiel 1 dargestellten Schaltung wahlweise eine zweistufige Sicherheitstechnik vorgeschaltet werden, die aus einer Notstelleinrichtung, zusammengesetzt aus den Ventilen Y4; Y5; Y6, besteht und im Havariefall den Kaltwasserzustrom vollständig unterbindet. 25
Bei Unterschreitung einer definierten Temperatur im oberen Teil des Pufferspeichers 6 schließt das Ventil Y5, und durch die in Reihe geschalteten Ventile Y4 und Y6 wird der auf 65 0C zu erhitzende Kaltwasserstrom derart gedrosselt, daß er im Durchfluß zum Nachwärmer 2 diese zur Desinfektion erforderliche Temperatur in jedem Fall erreicht. In einer zweiten Sicherheitsstufe ist am Eintritt des Reaktionsbehälters 4 ein Alarmschalter mit
Temperaturfühler angeordnet, der den Kaltwasserzustrom durch Schließen von Y5 und Y6 dann vollständig unterbricht.
Der Vorteil dieser zweistufigen Sicherheitstechnik besteht darin, daß einerseits eine vollständige Absicherung des Desinfektionssystems gegen Durchbruch von Legionellen erreicht wird, andererseits aber, differenziert nach der Ursache der Gefährdungssituation, bei verbrauchsbedingter Überlastung des Systems nicht sofort eine vollständige Stillegung erfolgt, bei versorgungsbedingten oder technisch induziertem Versagen der Desinfektion die erforderliche vollständige Stillegung des Systems hingegen umgehend erreicht wird.
·&bgr;·
1 Trinkwasser-Wärmeübertrager als „Vorwärmer"
2 Trinkwasser-Wärmeübertrager als „Nachwärmer"
3 Trinkwasser-Wärmeübertrager als „Rückkühler"
4 Reaktionsbehälter (5 Mehrwegeventil 6 Pufferspeicher
7 Temperaturfühler
8 Alarmschalter Y4 )
Y5 ) Notstelleinrichtung Y6 )
VL Fernwärme-Vorlauf RL Fernwärme-Rücklauf ZW Zirkulationswasser
Claims (11)
1. Schaltungsanordnung zur Trinkwarmwasserbereitung in zentralen Wärmeversorgungssystemen, die einen ersten, als Vorwärmer dienenden Wärmeübertrager 1 sowie einen zweiten, als Nachwärmer dienenden Wärmeübertrager 2 umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß
sie weiterhin einen externen hydraulisch in Reihe geschalteten Reaktionsbehälter 4 zur Desinfektion des Trinkwarmwasserstroms;
einen dritten Wärmeübertrager 3, der als Rückkühler dient und den der aus dem Reaktionsbehälter 4 stammende Trinkwarmwasserstrom passiert und
ein Mehrwegeventil 5, das auf der Primärseite des Wärmeübertragers 3 angeordnet ist, und zur Dosierung der Menge des Trinkkaltwassers, das über den Wärmeübertrager 3 strömt, dient, umfaßt.
sie weiterhin einen externen hydraulisch in Reihe geschalteten Reaktionsbehälter 4 zur Desinfektion des Trinkwarmwasserstroms;
einen dritten Wärmeübertrager 3, der als Rückkühler dient und den der aus dem Reaktionsbehälter 4 stammende Trinkwarmwasserstrom passiert und
ein Mehrwegeventil 5, das auf der Primärseite des Wärmeübertragers 3 angeordnet ist, und zur Dosierung der Menge des Trinkkaltwassers, das über den Wärmeübertrager 3 strömt, dient, umfaßt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen Temperaturfühler 7 zur Bestimmung der Temperatur des Trinkwarmwasserstroms und zur Regelung des Mehrwegventils 5 umfaßt, wobei der Temperaturfühler 7 am Austritt des Wärmeübertragers 3 in den Reaktionsbehälter angeordnet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen Pufferspeicher 6 zur Senkung der Anschlußleistung umfaßt, der in bezug auf den Trinkwarmwasserstrom stromabwärts vor dem Reaktionsbehälter 4 angeordnet ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des Trinkwarmwassers in dem Reaktionsbehälter zumindest 6 min beträgt.
5. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Trinkwarmwassers, das in den Wärmeübertrager 3 eintritt, 65°C beträgt und die Temperatur des Trinkwarmwassers, das aus dem Wärmeübertrager 3 austritt, 45°C beträgt.
6. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Trinkkaltwassers, das in den Wärmeübertrager 3 eintritt, ca. 10°C beträgt.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur Trinkkaltwasser, das an Wärmeübertrager 3 vorbeigeleitet wird, ohne diesen zu durchströmen, in den Pufferspeicher 6 geleitet wird.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Trinkkaltwasser, das an Wärmeübertrager 3 vorbeigeleitet wird, ohne diesen zu durchströmen, zu dem Wärmeübertrager 1 geleitet wird.
9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin eine Notstelleinrichtung zur Unterbrechung des Kaltwasserstroms umfaßt, wobei die Notstelleinrichtung in bezug auf den Kaltwasserstrom stromaufwärts von dem Wärmeübertrager 3 angeordnet ist.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Notstelleinrichtung ein erstes Ventil Y6, ein zweites Ventil Y5 und ein drittes Ventil Y4 umfaßt, wobei
das dritte Ventil Y4 und das erste Ventil Y6 in Reihe geschaltet sind und
bei Unterschreiten der Trinkwasserdesinfektionstemperatur an der Pufferspeicheroberseite das zweite Ventil Y5 schließt, wodurch der Trinkkaltwasserstrom durch das dritte Ventil Y4, das als Mengenbegrenzer ausgeführt ist, gedrosselt wird.
das dritte Ventil Y4 und das erste Ventil Y6 in Reihe geschaltet sind und
bei Unterschreiten der Trinkwasserdesinfektionstemperatur an der Pufferspeicheroberseite das zweite Ventil Y5 schließt, wodurch der Trinkkaltwasserstrom durch das dritte Ventil Y4, das als Mengenbegrenzer ausgeführt ist, gedrosselt wird.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen Alarmschalter 8 umfaßt, der das erste Ventile Y6 und das zweite Ventil Y5 bei Unterschreiten der vorgegebenen Desinfektionstemperatur vor dem Reaktionsbehälter 4 schließt, wodurch der Trinkkaltwasserstrom vollständig unterbrochen wird.
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Publications (1)
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|---|---|
| DE20200163U1 true DE20200163U1 (de) | 2002-03-28 |
Family
ID=7966317
Family Applications (1)
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- 2002-01-07 DE DE20200163U patent/DE20200163U1/de not_active Expired - Lifetime
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