DE3744102A1 - Frostschutz fuer hauswassernetze - Google Patents

Description

Die übliche Methode zur Verhinderung von Eisbildung in Wasser­ rohren ist der Durchsatz eines ausreichend großen Wasserstromes, was zu beachtlichen Wasserkosten führen kann. Es sind aber auch elektrische Widerstandskabel bekannt geworden, die innerhalb oder außerhalb des Rohres zumindest einen gewissen Querschnitt des Rohrinneren eisfrei halten.

Die Erfindung sieht eine Umwälzpumpe vor, die den Wasserinhalt der Hauswasserinstallation zyklisch umwälzt. Dabei ist die Dauer der Durchströmung so gewählt, daß der gesamte Wasserinhalt eines Verteilerrohres zumindest einmal die Pumpe durchsetzt, während das viel längere Pausenintervall kürzer sein soll, als die Zeit, in der eine Eisbildung den gesamten Querschnitt des Rohres ausfüllt.

Nach dem Timerschalter für dieses Programm ist eine Schaltein­ richtung vorgesehen, die die Pumpe auch während des Pauseninter­ valles weiterlaufen läßt, bis Eisbildung abgebaut oder ausge­ schlossen ist. Diese Zuschaltung erfolgt über einen Thermosta­ ten, der entweder die Lufttemperatur oder aber die Temperatur des Wassers während der einmaligen Umwälzung mißt. Vorzugsweise wird für die Umwälzung die gleiche Pumpe eingesetzt, die das warme Brauchwasser zur sofortigen Bereitstellung von Warmwasser an den Zapfstellen umwälzt.

Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden:

Fig. 1 zeigt eine Hausinstallation mit einer Pumpe und einem Außenthermostat.

Fig. 2 zeigt die gleiche Installation mit zwei Pumpen.

Fig. 3 zeigt die Pumpen gemäß Fig. 2.

Fig. 4 bis 6 gibt Schaltbilder für Installationen gemäß Fig. 2 wieder.

Fig. 7 zeigt eine Pumpe mit eingebautem Thermostat und elektrischem Ventil.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung mit elektromotorisch betriebenem Ventil.

Fig. 1 zeigt eine Hausinstallation mit einer Pumpe, bestehend aus dem Warmwassererzeuger 1, der Warmwasserleitung 2 mit Zapf­ ventil 3, der Kaltwasserverbindung zur Warmwasserversorgung der Gesamtinstallation, einem Wassereintrittsrohr 5 und der Kaltwas­ serleitung 6 mit dem Zapfventil 7. Die vornehmlich der Warmwas­ serzirkulation dienende Pumpe 8 ist saugseitig über die Leitung 9 mit dem Ende der Warmwasserleitung 2 und druckseitig über die Leitung 11 mit dem Wassereintritt 16 der Wasserversorgungsleitung 4 unter Zwischenschaltung eines thermostatischen Ventiles 15, welches geöffnet wird, sobald der Fühler 18 Eisbildungsgefahr meldet, verbunden. Ein weiterer Thermoschalter 17 schaltet gleichzeitig die Pumpe 8 ein, sofern diese nicht in Betrieb sein sollte. Die Pumpe 8 saugt dann durch beide Leitungen 2 und 6 über die Leitungen 9 und 13 Wasser an und führt die Mischung zurück.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Schaltung, bei der jedoch eine erste Pumpe 23 die Warmwasserumwälzung und eine zweite 22 die Kaltwas­ serumwälzung besorgt. Die druckseitigen Ströme beider Pumpen werden über die Leitungen 49 und 50 zum kälteren Bereich der Wärmequelle 44 zurückgeführt. Abzweigungen 55 vom Kaltwasser­ rohr 51 werden über Leitungen 54 mit der Rückführleitung 53 verbunden.

Fig. 3 zeigt die Zusammenfassung der zwei Pumpen zu einer In­ stallationseinheit. Die Druckseiten 32 und 33 münden im T-Stück 31 a, 31 b der Armatur 31. Im Saugbereich der Kaltwasserpumpe 39 ist ein Thermofühler 62 vorgesehen, der einen Umschalter 62 a betätigt, wenn die Wassertemperatur Eisbildung vermuten läßt.

In Fig. 3b ist die Armatur 31 mit dem Rückschlagventil 41 ge­ zeigt.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen das Schaltbild unter verschiedenen Situationen.

Die Phase 60 a ist mit je einem Leiter der Pumpen 32 und 33 ver­ bunden, ferner mit den Zeitschaltern 40 und 62 b. Der Null-Leiter 60 ist ebenfalls mit den Zeitschaltern, ferner mit dem Thermo­ statschalter 62 a und dem Umschalter 61 verbunden.

In Fig. 4 ist nur die Warmwasserpumpe 32 in Betrieb, sofern der Zeitschalter 40 auf Betriebsbereitschaft schaltet. Die Pumpe wird vom eingebauten Thermostaten 43 stillgelegt, sobald warmes Wasser die Pumpe 32 erreicht hat.

In Fig. 5 hat der Zeitschalter 62 b außerdem die Kaltwasserpumpe 33 für einen Testumlauf eingeschaltet.

Fig. 6 zeigt die Situation, die eintritt, wenn der Sensor 62 eine Wassertemperatur vorfindet, die auf Eisbildung im Leitungs­ system schließen läßt. Nunmehr werden beide Pumpen 32 und 33 solange im Dauerlauf betrieben, bis der Temperaturanstieg die Auflösung der Eisbildung anzeigt.

Fig. 7a zeigt einen Schnitt längs der Achse, Fig. 7b einen Querschnitt längs der Schnittlinie I-I in Fig. 7a. Im Pumpengehäuse ist ein elektrisch durch den Aktuator 67 betä­ tigtes Ventil mit der Ventilkugel 78 und der Feder 79 angeordnet, welches bei ausgeschaltetem Aktuator 67 den Warmwassereintritts­ stutzen 70 a mit dem Eintrittsbereich 76 des Schaufelrades 70 verbindet. Wird der Aktuator 67 durch die Zeitschaltuhr 65 oder einen der Thmerostaten 84 betätigt, so schiebt er über die Stange 68 die Ventilkugel 78 bis zum Verschluß der Warmwasser­ seite und öffnet damit den Ventilsitz 69, so daß nunmehr die kalten Zirkulationsleitungen 72 mit dem Eintrittsbereich 76 kom­ munizieren. Die Kaltwasserströme werden durch die Stützen 83 u und 83 v so geleitet, daß sie auf die Wandbereiche gerichtet sind, wo sich die Thermostaten 84 u und 84 v befinden, die den Aktuator 67 einschalten, sobald eine gefrierpunktnahe Temperatur unterschritten wird. Die Zuleitungen zum Pumpengehäuse enthalten Rückschlagventile 85 und 86, und bilden zusammen mit der Saugseite des Pumpengehäuses ein Zwei-Wege-Ventil. Ein gleichartig aufgebautes Zwei-Wege-Ventil, bei dem ein Endbereichen 70 a mit der warmen und ein zweiter Endbereich 73 a oder 73 b mit der kalten Zirkulationsleitung verbunden sind, die wahlweise zum Mittelbereich des Ventiles, der dann mit dem Ansaugstutzen der Pumpe und damit mit dem Eintrittsbereich 76 des Pumpenläufers kommuniziert, zuschaltbar sind, kann auch außerhalb des Pumpengehäuses angeordnet und mit der Saugseite der Pumpe verbunden werden. In Ruhestellung des Aktuators 67 soll der Endbereich 70 a mit dem Eintrittsbereich 76 kommunizieren, in Arbeitsstellung des Aktuators 67 soll der kalte Endbereich 73 mit dem Eintrittsbereich 76 kommunizieren.

Fig. 8a zeigt einen in der Achse liegenden Schnitt und Fig. 8b einen Querschnitt längs der Schnittlinie I-I in Fig. 8a. Der Eintritt erfolgt über die Stutzen 93 für Kaltwasser und 90 b für Warmwasser, der Austritt erfolgt über den Stutzen 95. Zwischen den Eintrittsstutzen und dem Ansaugraum 99 ist ein ro­ tierendes Ventil angeordnet, welches aus der stationären Ventil­ platte 98 und der rotierenden Ventilplatte 98 A besteht. In der stationären Ventilplatte 90 ist ein kreisbogenförmiger Durch­ bruch 96 und ein zweiter Durchbruch 93 D vorgesehen, während die rotierende Ventilplatte 98 A einen annähernd rechteckigen Durch­ bruch 98 B und im spitzen Winkel dazu versetzt eine kleine Bohrung 97 aufweist. Der Durchbruch 93 D kommuniziert mit dem Eintritts­ stutzen 93 für Kaltwasser und der Durchbruch 96 kommuniziert mit dem Warmwassereintrittsstutzen 90 G. Der Antrieb der rotierenden Ventilscheibe erfolgt über eine Welle 91 B des Motors 91, der etwa alle 40 Minuten eine Umdrehung macht. Die Ventilscheibe 98 A öffnet für ca. 35 Minuten pro Umlauf den Warmwasserzirkula­ tionsstrom und für ca. 3 Minuten den Kaltwasserzirkulations­ strom, dem ein kleiner Prozentsatz Warmwasser durch die Bohrung 97 beigemischt wird. Sobald die Kaltwassertemperatur einen kriti­ schen vorgegebenen Wert unterschreitet, unterbricht der Thermo­ stat 94 die Stromzufuhr zum Motor 91, so daß die Kaltwasserlei­ tung dauernd und so lange durchströmt wird, bis die Temperatur des kalten Wassers wieder hinreichend angestiegen ist.

Claims (6)

1. Hauswasserinstallation mit einer Wärmequelle und einer Warmwas­ serverteilungsleitung, deren Endbereich über eine Zirkulations­ leitung mit der Ansaugseite einer Umwälzpumpe verbunden ist, die den Zirkulationsstrom zur Wärmequelle zurückleitet und einer Kaltwasserverteilungsleitung, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich derselben mit der Ansaugseite einer Pumpe (8, 22) kommu­ niziert und daß Schaltmittel vorgesehen sind, die eine Umwäl­ zung von Kaltwasser bewirken, sobald die Temperatur an einem Meßfühler (17, 62, 84, 94) eine vorgegebene, unter der Raumtempe­ ratur liegende Temperatur unterschreitet.

2. Hauswasserinstallation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltwasserzirkulation durch eine zweite Pumpe 22 vorge­ nommen wird.

3. Hauswasserinstallation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Endbereich der Kaltwasserleitung 6 und der Saugseite der Warmwasser zirkulierenden Pumpe 8 ein mechanisches Ventil 15 angeordnet ist, welches öffnet, wenn die Temperatur eines Temperatursensors 18 unter einen vorgegebenen Wert absinkt.

4. Hauswasserinstallation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschalter (62 b, 65, 91) den Inhalt des Kaltwasserkreis­ laufes (6-11, 51-53) zyklisch mindestens einmal innerhalb einer Periode umwälzt, die kürzer ist, als die Zeitspanne, in der ein Zufrieren einer Zone im Kaltwasserkreislauf möglich ist.

5. Pumpe für Hauswasserinstallation nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die warme (70 a) und die kalte Zirkulationslei­ tung (72) mit den Eintrittsöffnungen eines elektrisch betätigten Zwei-Wege-Ventils (69, 78, 79) kommunizieren und daß die Austrittsöffnung des Zwei-Wege-Ventils mit dem Ansaugbereich (76) der Pumpe (70) kommuniziert.

6. Pumpe für Hauswasserinstallation nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das elektrisch betätigte Zwei-Wege-Ventil die kalte Zirlukationsleitung (72) öffnet, wenn das Zwei-Wege-Ventil eingeschaltet wird und daß bei Ruhestrom die warme Zirkulationsleitung (70 a) öffnet.