DE4007439A1 - Verfahren zur beseitigung bakterieller verunreinigungen im wasser eines warmwasserbereitungsbehaelters und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung bakte­ rieller Verunreinigungen im Wasser eines Warmwasserbereitungs­ behälters, der einen an den Wasserkreislauf eines Kessels einer Warmwasserheizung, insbesondere einer Haushaltzentral­ heizung, angeschlossenen Wärmetauscher aufweist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Da üblicherweise das Wasser in einem Warmwasserbereitungsbe­ hälter eine Temperatur zwischen 40°C und 50°C hat und in diesem Temperaturbereich Keime sich sehr rasch vermehren, können auch sehr geringe bakterielle Verunreinigungen im Frischwasser dazu führen, daß das sich in einem Warmwasserbereitungsbehälter befindende warme Wasser sehr stark bakteriell kontaminiert wird. Zwar könnte man einer solchen Kontamination dadurch begegnen, daß man das Wasser im Warmwasserbereitungsbehälter ständig auf einer Temperatur von mindestens 70°C hält und bei der Warmwasserentnahme dem heißen Wasser die erforderliche Menge kalten Wassers beimischt. Dies würde aber zu einer we­ sentlichen Erhöhung der Stillstandsverluste des Warmwasser­ bereitungsbehälters führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen Energiever­ lust durch die Beseitigung bakterieller Verunreinigungen zu­ mindest weitgehend vermeidet. Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Es hat sich gezeigt, daß es genügt, in gewissen Zeitabständen, beispielsweise einmal pro Tag, die Temperatur des Wassers im Warmwasserbereitungsbehälter für eine kurze Zeit auf einen Wert zu erhöhen, bei dem die im Wasser enthaltenen Keime mit Sicherheit abgetötet werden. Wegen der nur kurzzeitigen Erhöhung der Wassertemperatur werden die Stillstandsverluste praktisch nicht vergrößert. Es ist auch nicht erforderlich, den Warm­ wasserbereitungsbehälter mit einer Mischbatterie auszurüsten, weil die Temperatur des Wassers im Warmwasserbereitungsbehälter nach der kurzzeitigen Erhitzung rasch wieder auf den Normalwert abgesenkt wird. Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß diese Temperaturabsenkung ohne oder ohne nennenswerten Energieverlust erfolgt, weil die abzugebende Energie in den Heizungskreislauf eingespeist wird.

Vorzugsweise wird die vorübergehende Temperaturerhöhung auf eine Tageszeit gelegt, zu der in der Regel kein Warmwasser benötigt wird, also beispielsweise zwischen Mitternacht und den frühen Morgenstunden. Man kann aber auch in der Entnahmelei­ tung des Warmwasserbereitungsbehälters ein temperaturabhängig gesteuertes Ventil anordnen, das diese Leitung automatisch absperrt, wenn die Wassertemperatur zu hoch ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die vorübergehende Temperaturerhöhung des Wassers im Warmwasserbereitungsbehäl­ ter kurz vor Beginn der morgendlichen Erhöhung der Vorlauftem­ peratur des Heizungskreislaufes der Warmwasserheizung vorge­ nommen. Dann ist die Temperatur im Rücklauf der Warmwasserhei­ zung besonders tief, so daß die Temperatur des Wassers im Warmwasserbereitungsbehälter in besonders kurzer Zeit wieder auf den Normalwert abgesenkt werden kann.

Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 anzugeben, die einfach und damit kostengünstig ist. Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 7.

Da der Wärmetauscher bereits an den Heizungskreislauf der Warmwasserheizung angeschlossen ist, genügen in der Regel einfache Maßnahmen, um die Energieeinspeisung über den Wärme­ tauscher in den Heizungskreislauf zu ermöglichen. Beispielsweise genügt es, in dem den Wärmetauscher enthaltenden Leitungszug statt der üblicherweise vorhandenen, nur in einer einzigen Richtung fördernden Umwälzpumpe eine solche vorzusehen, deren Förderrichtung umkehrbar ist, oder parallel zu der in der einen Richtung fördernden Umwälzpumpe eine zweite, in der Gegenrichtung fördernde Umwälzpumpe zu schalten. Für die Ab­ kühlung des im Warmwasserbereitungsbehälter enthaltenen Wasser braucht dann nur die Förderrichtung der in ihrer Förderrichtung umkehrbaren Umwälzpumpe geändert oder die für die Energiezufuhr zum Warmwasserbereitungsbehälter vorhandene Umwälzpumpe ab­ geschaltet und die in der Gegenrichtung fördernde Umwälzpumpe eingeschaltet zu werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Lösung ist ein Mehrwegeventil, insbesondere ein Mehrwegemischventil, vorgesehen, das es er­ möglicht, den Rücklauf des Heizungskreislaufes mit dem Vorlauf zu verbinden und dabei Wasser aus dem sich über den Wärmetau­ scher schließenden Kreislauf beizumischen.

Eine solche Wasserbeimischung läßt sich in besonders einfacher Weise auch dann erreichen, wenn man parallel zu der Reihen­ schaltung aus dem Wärmetauscher und der ihm zugeordneten Umwälzpumpe ein Ventil schaltet, da mittels eines solchen Ventiles im geöffneten Zustand ebenfalls der Rücklauf des Heizungskreislaufes mit dessen Vorlauf verbunden und in dieser Verbundstrecke dem Heizungskreislauf Wasser des sich über den Wärmetauscher schließenden Kreislaufes beigemischt werden kann.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein unvollständig dargestelltes Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 ein unvollständig dargestelltes Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 ein unvollständig dargestelltes Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels.

Ein Warmwasserbereitungsbehälter 1, an den eine Frischwasser­ zuleitung 2 und eine Warmwasserentnahmeleitung 3 angeschlos­ sen sind, enthält einen Wärmetauscher 4. Dieser ist über eine erste Leitung 5 mit der Vorlaufleitung 6 einer Warm­ wasserheizung und über eine zweite Leitung 7 mit der Rück­ laufleitung 8 der Warmwasserheizung verbunden. Der Kessel dieser Warmwasserheizung ist mit 9, dessen Brenner mit 10 bezeichnet.

Die erste Leitung 5 ist mit der Vorlaufleitung 6 und deren zu den Radiatoren oder dergleichen führenden Verlängerung 6′ über ein Mehrwegeventil 11 verbunden, an das auch eine von der Rücklaufleitung 8 abzweigende Verbindungsleitung 12 angeschlossen ist. Die das von den Radiatoren oder dergleichen zurückkommende Wasser führende Verlängerung der Rücklaufleitung 8 ist mit 8′ gekennzeichnet. In der Verlängerung 6′ der Vor­ laufleitung 6 liegt eine erste Umwälzpumpe 13, in der ersten Leitung 5 eine zweite Umwälzpumpe 14, die im eingeschalteten Zustand das Wasser vom Mehrwegeventil 11 zum Wärmetauscher 4 fördert.

Normalerweise verbindet das Mehrwegeventil 11 die Vorlauflei­ tung 6 mit der Verlängerung 6′ und der ersten Leitung 5. Die Verbindungsleitung 12 ist dabei abgesperrt. Durch Einschal­ ten der Umwälzpumpe 13 wird den Radiatoren oder dergleichen, durch Einschalten der Umwälzpumpe 14 dem Warmwasserbereitungs­ behälter 1 Energie vom Kessel 9 zugeführt. Sobald das sich im Warmwasserbereitungsbehälter 1 befindende Wasser die ge­ wünschte Temperatur von beispielsweise 45°C erreicht hat, wird die Umwälzpumpe 14 abgeschaltet. Sie wird dann erst wieder eingeschaltet, wenn die Wassertemperatur den unteren Grenzwert von beispielsweise 40°C erreicht hat.

In Abhängigkeit von einer nicht dargestellten Zeitsteuerung wird täglich, beispielsweise eine halbe Stunde vor Ende der Nachtabsenkungsperiode, in der die Vorlauftemperatur der Warm­ wasserheizung abgesenkt ist, die Temperatur des sich im Warm­ wasserbereitungsbehälter 1 befindenden Wassers auf einen Wert erhöht, bei welcher sich im Wasser befindende Keime mit Si­ cherheit abgetötet werden. In der Regel ist dies bei einer Temperatur ab 70°C der Fall. Sobald diese Temperatur erreicht ist oder eine kurze Zeitspanne nach Erreichen dieser Tempera­ tur wird das Mehrwegeventil 11, das auch als Mischventil ausge­ bildet sein kann, mittels einer Antriebsvorrichtung 11′ in eine Stellung gebracht, in welcher es die Verbindungsleitung 12 mit der Verlängerung 6′ und der ersten Leitung 5 verbindet. Außerdem wird die Umwälzpumpe 13 eingeschaltet, falls sie nicht zuvor schon eingeschaltet gewesen ist. Dem von der Ver­ längerung 8′ der Rücklaufleitung 8 in die Verlängerung 6′ der Vorlaufleitung 6 durch das Mehrwegeventil 11 hindurch strömenden Wasser wird Wasser aus dem den Wärmetauscher 4 durchströmenden Kreislauf beigemischt, wodurch die im Wasser des Warmwasserbereitungsbehälters 1 gespeicherte Energie relativ schnell an den Heizungskreislauf abgegeben werden kann. Sobald die Temperatur des Wassers im Warmwasserbereitungsbehälter 1 wieder den normalen Wert erreicht hat, werden das Mehrwege­ ventil 11 in die erste Schaltstellung zurückgebracht und die Umwälzpumpe 14 abgeschaltet.

Aus Sicherheitsgründen ist im Ausführungsbeispiel in der Warm­ wasserentnahmeleitung 3 ein Magnetventil 15 angeordnet, das die Warmwasserentnahmeleitung 3 absperrt, solange die Wasser­ temperatur über dem oberen Grenzwert von 45°C liegt.

Soweit das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen. Insoweit kann auch auf die Ausführungen zu dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen werden. Unterschiede gegenüber dem Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 1 bestehen darin, daß das Mehrwegeventil 11 und die Verbindungsleitung 12 fehlen und parallel zur Umwälz­ pumpe 14 eine zweite Umwälzpumpe 16 geschaltet ist, die eine entgegengesetzte Förderrichtung hat. Mit den beiden Umwälzpum­ pen 14 und 16 kann je ein Ventil kombiniert sein, das geschlos­ sen ist, wenn die Umwälzpumpe abgeschaltet ist.

Die in der Verlängerung 6′ der Vorlaufleitung 6 liegende Umwälz­ pumpe 13 ist ständig oder nur im Bedarfsfalle eingeschaltet. Die Umwälzpumpe 14 wird eingeschaltet, wenn die Temperatur des sich im Warmwasserbereitungsbehälter 1 befindende Wasser den unteren Grenzwert erreicht hat. Das im Heizungskessel 9 erhitzte Wasser wird dann durch den Wärmetauscher 4 gepumpt. Ist der obere Grenzwert der Temperatur des sich im Warmwasserbereitungs­ behälter 1 befindenden Wassers erreicht, wird die Umwälzpumpe 14 wieder abgeschaltet. Zu einer Zeit, in der üblicherweise dem Warmwasserbereitungsbehälter 1 kein warmes Wasser über die Warmwasserentnahmeleitung 3 entnommen wird, insbesondere eine gewisse Zeit vor Beendigung der Nachtabsenkungsperiode der Warmwasserheizung, wird die Umwälzpumpe 14 eingeschaltet und die Temperatur des Wassers im Warmwasserbereitungsbehälter 1 auf beispielsweise 70°C erhöht, um eventuell enthaltene Keime abzutöten. Nachdem diese Temperatur erreicht worden ist, wird die Umwälzpumpe 14 abgeschaltet und die Umwälzpumpe 16 eingeschaltet. Außerdem wird, falls nicht in Betrieb, die Umwälzpumpe 13 eingeschaltet. Dadurch wird in die Verlängerung 6′ der Vorlaufleitung 6 Wasser aus dem sich über den Wärme­ tauscher 4 schließenden Kreislauf eingespeist, der andererseits Wasser aus der Verlängerung 8′ der Rücklaufleitung 8 erhält. Dies hat eine rasche Absenkung der Wassertemperatur im Warm­ wasserbereitungsbehälter 1 auf den Normalwert zur Folge. Ist dieser erreicht, wird die Umwälzpumpe 16 wieder abgeschaltet. Während der erhöhten Wassertemperatur ist das in der Warm­ wasserentnahmeleitung 3 liegende Magnetventil 15 geschlossen.

Auf die parallel zur Umwälzpumpe 14 geschaltete Umwälzpumpe 16 kann verzichtet werden, wenn die Umwälzpumpe 14 als eine Pumpe mit umkehrbarer Förderrichtung ausgebildet ist.

Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 sind diejenigen Teile, welche sich nicht von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unterscheiden, mit den gleichen Bezugszahlegekennzeich­ net. Für diese gelten die Ausführungen, die insoweit zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemacht worden sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 das Mehrwegeventil 11 mit der Verbindungsleitung 12 ersetzt durch ein Magnetventil 17, das parallel zu der Reihenschaltung aus der Umwälzpumpe 14 und dem Wärmetauscher 4 geschaltet ist und damit auch eine Verbindung zwischen denjenigen beiden Stellen herzustellen vermag, an denen einerseits die Vorlaufleitung 6 mit ihrer Verlängerung 6′ und der ersten Leitung 5 und andererseits die Rücklaufleitung 8 mit ihrer Verlängerung 8′ und der zweiten Leitung 7 verbunden sind. Die Anordnung des Magnetventils 17 stimmt deshalb weitgehend mit der Anordnung des Mehrwege­ ventils 11 überein. Ist das Magnetventil 17, das kostengünstiger als das Mehrwegeventil 11 ist, geschlossen, dann bewirken die Umwälzpumpe 13 den Transport des vom Kessel 9 gelieferten heißen Wassers durch die Radiatoren oder dergleichen und die Umwälzpumpe 14 den Transport durch den Wärmetauscher 4 im Warmwasserbereitungskessel 1. In dieser geschlossenen Stel­ lung des Magnetventils 17 wird täglich einmal kurz vor dem Ende der Nachtabsenkungsperiode das Wasser im Warmwasserbe­ reitungsbehälter 1 bis auf mindestens 70°C aufgeheizt, um eventuell in ihm enthaltene Keime abzutöten. Sobald diese Temperatur erreicht worden ist oder kurze Zeit später wird das Magnetventil 17 geöffnet. Nunmehr kann das von den Ra­ diatoren oder dergleichen kommende Wasser über das Magnetventil 17 zur Umwälzpumpe 13 fließen. Aber auch die Umwälzpumpe 14 pumpt Wasser durch das Magnetventil 17. Das Magnetventil 17 bildet deshalb ein Mischventil, mittels dessen das vom Wär­ metauscher 4 gelieferte heiße Wasser dem Wasser des Heizungs­ kreislaufes beigemischt wird. Der Warmwasserbereitungsbehälter 1 gibt deshalb relativ rasch die überschüssige Energie an den Heizungskreislauf ab. Sobald die Temperatur des sich im Warmwasserbereitungsbehälter 1 befindende Wasser wieder den oberen Grenzwert von beispielsweise 45°C erreicht hat, werden die Umwälzpumpe 14 abgeschaltet und das Magnetventil 17 ge­ schlossen.

In der Zeitspanne in welcher die Temperatur im Warmwasserbe­ reitungsbehälter 1 den oberen Grenzwert überschreitet, sperrt ein Magnetventil 15 die Warmwasserentnahmeleitung 3 ab.

Alle in der vorstehenden Beschreibung erwähnten sowie auch die nur allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale sind als weitere Ausgestaltungen Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.

Claims (12)

1. Verfahren zur Beseitigung bakterieller Verunreinigungen im Wasser eines Warmwasserbereitungsbehälters, der einen an den Wasserkreislauf des Kessels einer Warmwasserheizung, insbesondere einer Haushaltzentralheizung, angeschlossenen Wärmetauscher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das sich im Warmwasserbereitungsbehälter befindende Wasser von seiner normalen Temperatur bis auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher die im Wasser befindlichen Keime abgetötet werden, und daß anschließend das Wasser im Warm­ wasserbereitungsbehälter durch eine Wärmeabgabe in den die Wärmeverbrauchstellen der Warmwasserheizung enthaltenden Heizungskreislauf auf seine normale Temperatur wieder abge­ kühlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des sich im Warmwasserbereitungsbehälter befindenden Wassers maximal 15 Minuten auf dem erhöhten, ein Abtöten enthaltener Keime gewährleistenden Wert ge­ halten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung auf den ein Abtöten von Keimen gewährleistenden Wert regelmäßig, automatisch vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerhöhung auf den ein Abtöten von Keimen gewähr­ leistenden Wert zu einer Tageszeit erfolgt, zu der üblicher­ weise keine Warmwasserentnahme erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Temperaturerhöhung auf den ein Abtöten von Keimen gewährleistenden Wert kurz vor Ende der Nacht­ absenkungsperiode der Vorlauftemperatur des Heizungskreis­ laufes der Warmwasserheizung erfolgt und die bei der Abküh­ lung des sich im Warmwasserbereitungsbehälter befindenden Wassers auf den Normalwert freiwerdende Energie zur Er­ höhung der Vorlauftemperatur verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Wasserentnahme aus dem Warmwasserberei­ tungsbehälter gesperrt wird, während sein Inhalt eine über der normalen Temperatur liegende Temperatur hat.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit je einer Umwälzpumpe im Heizungskreislauf der Warm­ wasserheizung und in dem den Wärmetauscher enthaltenden Kreislauf, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (11, 11′; 16; 17) zur Einbeziehung des Wärmetauschers (4) in den Heizungskreislauf der Warmwasserheizung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einbeziehung des Wärmetauschers (4) in den Heizungskreislauf durch ein in ihrer Förderrichtung umkehrbare Umwälzpumpe in dem den Wärmetauscher (4) ent­ haltenden Leitungszug oder durch eine parallel zu der in diesem Teil des Kreislaufes liegenden Umwälzpumpe (14) geschaltete Umwälzpumpe (16) mit entgegengesetzter Förder­ richtung gebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einbeziehung des Wärmetauschers (4) in den Heizungskreislauf durch ein Ventil (11, 11′; 17) gebildet ist, das parallel zu der Reihenschaltung aus dem Wärmetauscher (4) und der ihm zugeordneten Umwälzpumpe (14) liegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (11, 11′) ein Mehrwegeventil, insbesondere ein Mehrwege-Mischventil, ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens jede mit dem Wärmetauscher (4) in Reihe liegende Umwälzpumpe (14, 16) mit einem Ventil kombiniert ist, das bei eingeschalteter Pumpe offen und bei abgeschalteter Pumpe geschlossen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeich­ net durch ein temperaturabhängig gesteuertes Ventil (15) in der vom Warmwasserbereitungsbehälter (1) wegführenden Warmwasserentnahmeleitung (3).