DE3242491A1

DE3242491A1 - Haeusliches warmwasserversorgungssystem

Info

Publication number: DE3242491A1
Application number: DE19823242491
Authority: DE
Inventors: Frank Entw.-Ing.(grad.) 8503 Altdorf Eggebrecht
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1982-11-18
Filing date: 1982-11-18
Publication date: 1984-05-24
Also published as: DE3242491C2

Description

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La/ib.

DIEHL GMBH & CO., Stephanstraße 49, 8.500 Nürnberg

Häusliches Warmwasserversorgungssystem

Die Erfindung betrifft ein häusliches Warmwasserversorgungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches

Derartige Warmwasserversorgungssysteme sind bekannt.

So ist beispielsweise aus Recknagel-Sprenger, Taschenbuch für Heizung und Klimatechnik, 61. Ausgabe (München, Wien 1981), Seiten 1323, 1324, 136O und 1364, insbesondere Bild 447-5, ein Schaltschema für eine zeit- und temperaturabhängige Brauchwasseranlage entnehmbar. Dabei ist an einen kaltwassergespeisten, beheizbaren Brauchwasserspeicher eine Zirkulationsleitung aus einer Vorlaufleitung mit damit verbundenen Zapfstellen und aus einer Rücklaufleitung angeschlossen. In die Rücklaufleitung ist - neben Absperrventilen - eine Zirkulationspumpe sowie ein Schwerkraftventil zur Verhinderung

einer Schwerkraftzirkulation eingebaut. Die Zirkulationspumpe wird von einer Schaltuhr und einem Thermostat gesteuert, wobei der Thermostat in Abhängigkeit von der Temperatur der Rücklaufleitung schaltet. 5

Bei dieser Anordnung zur Brauchwasserversorgung können also bestimmte Zeiträume vorgegeben werden _p während welchen die Zirkulationsleitung nicht in Betrieb ist. Wird während eines solchen Zeitraums Warmwasser benötigtj so muß die zwischen Warmwasserspeicher und Zapfstelle in der Vorlaufleitung enthaltene Kaltwassersäule zuerst über die Zapfstelle abfließen₈ bevor warmes Wasser aus dem Speicher an der Zapfstelle erhältlich ist. Dies führt, insbesondere bei ausgedehnteren oder großdimensionierten Rohrleitungssystemen zu erheblichen Wasserverlusten.

Ist die Zirkulationsleitung dagegen in Betrieb, d. h.

die Zirkulationspumpe wird über den Thermostaten geschaltet, so wird, abhängig von der Schalttemperatur des Thermostaten, die gesamte Zirkulationsleitung bedarfsunabhängig auf einer bestimmten Mindesttemperatur gehalten, was zu erheblichen Energieverlusten führen kann, insbesondere wenn die Zirkulationsleitung nicht ausreichend wärmeisoliert ist.

In Erkenntnis dieser Gegebenheit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung!, bei einem gattungsgemäßen Warmwasserversorgungssystem die Energie- und Wasserverluste zu verringern_f sowie gleichzeitig den Komfort durch ein permanent vorhandenes Warmwasserangebot zu erhöhen» Ferner soll ein bereits vorhandenes Warmwasserversorgungssystem bei geringem Umbauaufwand entsprechend umgestaltet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gegenstand der eingangs beschriebenen Gattung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 ausgestaltet wird.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß bei einer Wasserentnahme aus einer Zapfstelle die zwischen dem Warmwasserspeicher und der Zapfstelle vorhandene Kaltwassersäule über die Rücklaufleitung abfließt. Bei einer geeignet dimensionierten Pumpvorrichtung steht somit kurz nach Betätigung einer Zapfstelle warmes Wasser zur Verfugung, d. h. , es fließt relativ wenig kaltes Wasser aus der Zapfstelle, was insgesamt zu einer Wassereinsparung führt.

Wird aus der Zapfstelle kein Wasser entnommen, so bleibt die Vor- und Rücklaufleitung kalt, bzw. kühlt ab und bleibt dann kalt, d. h. als Energieverlust bei der Brauchwasserbereitstellung ergeben sich im Wesentlichen nur die Speicherverluste, bzw. nur erheblich verringerte Leitungsverluste. Dies führt zu einer deutlichen Energieeinsparung, da Wasserspeicher (allein durch das günstigere Verhältnis Volumen zur Oberfläche) in der Regel erheblich besser wärmeisoliert sind als die zugehörigen Rohrleitungen.

Besondere Vorteile bringt der Einbau der erfindungsgemäßen Anordnung insbesondere bei der Modernisierung von älteren Brauchwasserversorgungen, da dort in der Regel zusätzliche Isolierungsmaßnahmen nur am Warmwasserspeicher, nicht aber am Rohrleitungsnetz durchgeführt werden können.
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Auch der Einbau der erfindungsgemäßen Anordnung in bestehende Brauchwasserversorgungen ist relativ einfach,da neben einem Strömungswächter in der Vorlaufleitung, lediglich - falls nicht bereits vorhanden - eine

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Brauchwasserpumpe und gegebenenfalls ein Schwerkraftventil in das Rohrleitungsnetz eingebaut werden müssen. Da diese Einbauten direkt in der Nähe des Brauchwasserspeichers installiert werden können, ist der Aufwand für eine derartige Verbesserung verhältnismäßig gering.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchent

So kann durch die Begrenzung der Pumpenlaufzeit elektrische Energie eingespart werden» Dies ist in vorteilhafter Weise durch eine zeitliche Steuerung der Pumpvorrichtung möglich, wobei die Pumpe bei einer Warmwasserentnahme nur solange läuft, bis in jedem Fall die Vorlaufleitung bis zur letzten Zapfstelle mit Warmwasser gefüllt ist.

Weiterhin kann ein erneutes Anlaufen der Pumpvorrichtung nach einer ersten Warmwasserentnahme für einen vorgegebenen Zeitraum gesperrt werden, wobei sich dieser vorgegebene Zeitraum aus der Abkühldauer des Warmwassers in der Vorlaufleitung ergibt. Schließlich ist es auch möglich, die Pumpenlaufzeit durch eine thermostatische Steuerung zu verkürzen, wobei die Pumpvorrichtung während einer Warmwasserentnahme nur solange läuft, bis an einem geeigneten Punkt der Zirkulationsleitung eine vorgegebene Wassertemperatur erreicht ist.

Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise möglich, als Strömungswächter eine Differenzdruckmeßeinrichtung zu verwenden, welche auf einen Druckverlust an einem Strömungswiderstand in der Vorlaufleitung entspricht und die Pumpvorrichtung entsprechend schaltet. In besonders einfacher V/eise ist dabei die Verwendung der Pumpvorrichtung oder des Schwerkraftventils als Strömungswiderstand möglich, sofern diese in der Vorlaufleitung eingebaut sind.

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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigt die Zeichnung in

Fig. 1 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines häuslichen Warmwasservers-orgungssystems,

Fig. 2 einen Strömungswächter in Form einer einem Strömungswiderstand parallelgeschalteten Differenzdruckmeßeinrichtung.

In Fig. 1 ist schematisch ein häusliches Warmwasserversorgungssystem mit einem Warmwasserspeicher 1, an welchem eine Zirkulationsleitung 2 angeschlossen ist. Der Warmwasserspeicher 1 weist einen Wärmetauscher 3 auf, welcher über eine Zulaufleitung 4 und eine Ablaufleitung -5 an einen - nicht dargestellten Heizkreislauf angeschlossen ist und der Beheizung des Warmwasserspeichers 1 dient. Weiterhin weist der Warmwasserspeicher 1 einen Kaltwasserzulauf 6 auf, welcher über ein Rückschlagorgan 7 und ein Ventil 8 mit einer Wasserversorgungsleitung 9 verbunden ist. Außerdem ist an dem Warmwasserspeicher 1 über den Kaltwasserzulauf 6 eine Überdrucksicherung angeschlossen, welche aus einer Überlaufleitung 10 mit einem Sicherheitsventil 11 und einem Ablauftrichter 12 besteht.

Die Zirkulationsleitung 2 besteht aus einer Vorlaufleitung 13 mit daran angeschlossenen Zapfstellen 14 und aus einer Rücklaufleitung 15· In der Rücklaufleitung ist bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Pumpvorrichtung 16 und danach (in Flußrichtung) ein Schwerkraftventil 17 eingebaut.

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Die Pumpvorrichtung 16 ist über eine Steuervorrichtung 18 ein- und ausschaltbar. Die Steuervorrichtung 18 wird von einem Strömungswächter 19» welcher die Vorlaufleitung 13 auf strömendes Wasser überwacht„ und gegebenenfalls von einem Temperatursensor 20, welcher thermisch an der Zirkulationsleitung 2,vorzugsweise an der Rücklaufleitung 15 angekoppelt ist, angesteuert.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung an einer Zapfstelle 14 Wasser entnommen wird, so registriert der Strömungswächter 19 in der Vorlaufleitung 13 eine Wasserströmung und steuert die Steuervorrichtung 18 entsprechend an. Die Steuervorrichtung 18 schaltet daraufhin die Pumpvorrichtung 16 ein und diese pumpt warmes Wasser aus dem Warmwasserspeicher 1 in die Vorlaufleitung 13 zumindest bis zu Zapfstellen 14. Das bisher in der Vorlaufleitung 13 befindliche Kaltwasser wird über die Rücklaufleitung 15 zurück in den Warmwasserspeicher 1 gepumpt, bzw. läuft zu einem geringen Anteil über die Zapfstellen 14 aus, bevor das warme Wasser dort bereit steht. Die Steuervorrichtung 18 schaltet die Pumpvorrichtung 16 nach einer gewissen Zeit wieder aus. Als Abschaltkriterien ergeben sich zwei verschiedene Möglichkeiten: Zum ersten schaltet die Steuervorrichtung 18 die Pumpvorrichtung 16 nach einer vorgegebenen Zeitspanne wieder aus, wobei sich die vorgegebene Zeitspanne danach richtet, wann unter ungünstigen Umständen (völlig abgekühlte Vorlaufleitung 13» minimale Wasseranforderung an den Zapfstellen 14) das aus dem Warmwasserspeicher abgepumpte Warmwasser die letzte Zapfstelle 14 (in der Flußrichtung des Wassers in der Vorlaufleitung 13) mindestens erreicht hat „ Im zweiten Fall erhält die

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Steuervorrichtung 18 über den Temperatursensor 20 Informationen über die Temperatur an einem Punkt der Zirkulationsleitung 2 und schaltet die Pumpvorrichtung dann ab, wenn diese Temperatur einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Der Temperatursensor 20 wird dazu vorzugsweise an der Rücklaufleitung 15 angebracht, wobei je nach der Entfernung von der letzten der Zapfstellen 14 eine Schalttemperatur gewählt werden kann, welche niedriger als die Temperatur des Warmwasserspeichers 1, aber höher als die Temperatur des Kaltwasserzulaufs 6 liegen soll»

Weiterhin kann die Steuervorrichtung 18 eine zusätzliche Schaltung enthalten, welche nach einer ersten Einschaltperiode der Pumpvorrichtung 16 eine zweite Einschaltung für einen vorgegebenen Zeitraum unterbindet. Dieser Zeitraum kann zum Beispiel so gewählt sein, daß nach der ersten Einschaltperiode das in der Vorlaufleitung 13 befindliche Warmwasser um ca. 5 bis 10 C abkühlt, bis eine erneute Einschaltung der Pumpvorrichtung 16 möglich ist. Schließlich ist es auch noch möglich, als Wiedereinschaltkriterium das Unterschreiten einer vorgegebenen Minimaltemperatür zu verwenden, wobei die Temperatur mittels des Temperatursensors 20 überwacht wird.

Fig. 2 zeigt ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispie] eines Strömungswächters 19, welcher in der Vorlaufleitung 13 installiert ist. Dabei weist die Vorlaufleitung 13 einen Strömungswiderstand 21 auf, welcher im ein· fachsten Fall aus einer Rohrverengung 22 besteht. Anstelle dieser Rohrverengung 22 sind beliebige andere Strömungswiderstände 21 verwendbar. So kann beispielsweise auch die Pumpvorrichtung 16 oder das Schwerkraftventil 17 oder auch beide, sofern sie in die Vorlaufleitung 13 eingebaut sind, als Strömungswiderstand 21 verwendet werden.

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Die Vorlaufleitung 13 weist vor und nach dem Strömungswiderstand 21 je eine Abzweigung 23, 24 auf, welche zu zwei Anschlüssen 25» 26 eines Differenzdrucksensors 27 führen. Als Differenzdrucksensor 27 sind bekannte mechanische Ausführungen mit Schalter verwendbar, oder auch Siliziumdrucksensoren (bspw. Baureihe KPY.. der Fa. Siemens) welche entweder als "Relativdrucksensoren" eingesetzt weräen können, die ein Ausgangssignal entsprechend dem Differenzdruck liefera, oder aber es werden zwei "Absolutdrucksensoren" eingesetzt, welche in einer Brückenschaltung verwendet sind,- die sich bei der Druckdifferenz Null im Gleichgewicht befindet. Diese Absolutdrucksensoren können dann auch direkt an der Vorlaufleitung 13» bzw. am Strömungswiderstand 21 installiert sein und vorzugsweise mit diesen eine bauliche, besonders leicht installierbare Einheit bilden.

Die Funktion eines Strömungswächters 19« welcher aus einem Strömungswiderstand 21 und einem oder mehreren Siliziumdrucksensoren aufgebaut ist, ist im Wesentlichen identisch mit der Funktion der bekannten mechanischen Strömungswächter, welche einen elektrischen Schalter betätigen, sobald, bzw. solange in einer überwachten Leitung Wasser fließt. Der besondere Vorteil bei einem Einsatz von Siliziumdrucksensoren bei einer derartigen Anordnung ist jedoch darin zu sehen, daß Siliziumdrucksensoren wesentlich empfindlicher und schneller ansprechend ausgelegt werden können. Das heißt insbesondere, daß der benötigte Strömungswiderstand 21 geringer ausgelegt werden kann, und damit bei vorgegebenen Druck ein höherer Durchfluß möglich ist.

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Bezugszeichenliste

	1	Warmwasserspeicher
	2	Zirkulationsleitung
	3	Wärmetauscher
	4	Zulaufleitung
5	5	Ab1auf1e i tung
	6	Kaltwasserzulauf
	7	Rückschlagorgan
	8	Ventil
	9	Wasserversorgungsleitung
10	10	Überlaufleitung
	11	Sicherheitsventil
	12	Ablauftrichter
	13	Vorlaufleitung
	14	Zapfstellen
15	15	Rücklaufleitung
	16	Pumpvorrichtung
	17	Schwerkraftventil
	18	Steuervorrichtung
	19	Strömungswächter
20	20	Temperatursensor
	21	Strömungswiderstand
	22	Rohrverengung
	23	Abzweigung
	24	Abzweigung
25	25	Anschluß von 27
	26	Anschluß von 27
	27	Differenzdrucksensor

Claims

Patentansprüche

Häusliches Warmwasserversorgungssystem mit einem Warmwasserspeicher und einer oder mehreren Zapfstellen, mit einer den Warmwasserspeicher und die Zapfstellen verbindenden Zirkulationsleitung, bestehend aus einer Vorlauf- und einer Rücklaufleitung, mit einer in die Zirkulationsleitung eingebauten Pumpvorrichtung, welche mittels einer Steuervorrichtung ein- und ausschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Vorlaufleitung (13) ein Strömungswächter

(19) eingebaut ist, durch welchen die Pumpvorrichtung (16) während einer Wasserentnahme an einer der Zapfstellen (14) zumindest zeitweise' einschaltbar ist»
2. Häusliches Warmwasserversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Pumpvorrichtung (16) nach dem Beginn der Wasserentnahme für eine vorgegebene Zeitspanne eingeschaltet bleibt.
3. Häusliches Warmwasserversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Anschluß an eine Einschaltperiode der Pump-Vorrichtung ein erneutes Anlaufen der Pumpvorrichtung (16) für eine vorgegebene Zeitspanne verhindert ist.

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4. Häusliches Warmwasserversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuervorrichtung (18) mit einem an der Zirkulationsleitung (2) angebrachten Temperatursensor (20) gekoppelt ist, wobei die Pumpvorrichtung (16) abschaltbar ist, sobald die Wassertemperatur an den Zapfstellen (14) ausreichend hoch ist.
5. Häusliches Warmwasserversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Pumpvorrichtung (16) sowie ein Schwerkraftventil (17) in die Rücklaufleitung (15) eingebaut sind.
6. Häusliches Warmwasserversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Strömungswächter (19) aus einem Differenzdrucksensor (27) und einem Strömungswiderstand (21) besteht, wobei mittels des Differenzdrucksensors (27) eine Druckdifferenz vor und nach dem in die Vorlaufleitung (13) geschalteten Strömungswiderstand (21) meßbar ist.
7. Häusliches Warmwasserversorgungssysrtem nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Pumpvorrichtung (16) und/oder das Schwerkraftventil (17) in die Vorlaufleitung (13) eingebaut sind.

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8. Häusliches Warmwasserversorgungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Vorlaufleitung (13) eingebaute Schwerkraftventil (17) und/oder die in die Vorlaufleitung (13) eingebaute Pumpvorrichtung (16) als Strömungswiderstand (21) verwendet ist.
9. Häusliches Warmwasserversorgungssystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdrucksensor (27) aus einem oder mehreren Siliziumdrucksensoren besteht.