DE4226802C2 - Mischwasserbereitungsanlage mit einer Zirkulationsleitung und einem Injektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischwasserbereitungsanlage mit einer Zirkulationsleitung und einem Injektor, der saugseitig mit der Zirkulationsleitung in Verbindung steht.

Aus der DE 26 05 994 C2 ist eine Mischwasserbereitungsanlage bekannt, die eine Zirkulationsleitung und einen Injektor aufweist der saugseitig mit der Zirkulationsleitung in Verbindung steht. Somit übernimmt der Injektor die Zirkulation, so daß auf eine elektromotorische Zirkulationspumpe verzichtet werden kann. Bei der bekannten Anlage ist jedoch noch eine Ladepumpe erforderlich, um das Kaltwasser über einen Wärmetauscher in die Zirkulationsleitung zu fördern.

Diese zusätzliche Ladepumpe erhöht die Kosten für die Mischwasserbereitungsanlage. Außerdem sind laufende Unterhaltskosten, durch den Betrieb der Ladepumpe mit elektrischen Strom, notwendig. Daneben fallen für die Ladepumpe wegen der Verschleißteile, wie Motoren, Lager, drehende Teile und Relais, auch Wartungskosten an.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei einer Mischwasserbereitungsanlage mit Brauch­ wassermischer und Zirkulationsleitung durch Zwangszirkulation, an den einzelnen Zapfstellen durch kostengünstige Leitungsin­ stallation, niedrige Wärmeenergieverluste und geringe Unter­ haltskosten, schnell und zu jeder Zeit gleichmäßig warmes Mischwasser bereit zu stellen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Anlage aus einem Injektor mit Regeleinrichtung für einen Brauchwassermischer, Abzweigen und einem thermostatisch gesteuerten Dreiwegeventil besteht. Sie ist von kompakter Bauweise, einfachem Aufbau, leicht einzu­ bauen und ohne Elektromontage.

Die Montage der Anordnung erfolgt gleichzeitig mit dem Einbau des Brauchwassermischers und dem Anschluß für die Kaltwasser­ steigleitung.

Von den einzelnen Komponenten der Anordnung besitzt das ther­ mostatisch gesteuerte Dreiwegeventil zwar noch einige Ver­ schleißteile, es wird aber kein Elektromotor benötigt, so daß die Anordnung ohne Motorenge­ räusch und sehr robust ist.

Es fallen bei langer Lebensdauer nur sehr geringe Wartungs­ kosten an, die laufenden Unterhaltskosten durch den Strom­ verbrauch entfallen, bei Verwendung eines mechanischen Ther­ mostatventils, ganz.

Die einfache Regelung ermöglicht eine Selbstregulierung der Zirkulation durch das Verbraucherverhalten der Wasserentnahme, gemessen über zwei direkte Parameter, nämlich die Mischwasser­ temperatur in der Zirkulationsleitung und dem Kaltwasserdurch­ fluß im Injektor. So bilden sich immer selbständig Maxima der Hauptnutzungszeiten, auch bei unregelmäßiger Änderung der persönlichen Wassernutzungszeiten einzelner oder aller Ver­ braucher, aus. Da während häufiger Wasserentnahme in der ge­ samten Mischwassersteigleitung, durch geregelte Zirkulation, das warme Mischwasser ständig gleichmäßig verteilt bleibt.

Aber auch bei vereinzelter Wasserentnahme oder einer längeren Standzeit der Mischwassersäule sorgt die Kombination der Wasserentnahme und die Mischwasserzirkulation, entstanden durch den Gesamtwasserdurchfluß durch den Injektor in der Kaltwasserzuleitung, schnell für die gleichmäßige Verteilung von warmem Mischwasser an jede Zapfstelle der Mischwasser­ steigleitung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Zeichnung 1: ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Zeichnung 2: den Injektor mit Dreiwegeventil,

Zeichnung 3: den Injektor mit einer anderen Anordnung des Dreiwegeventils,

Zeichnung 4: Injektor und Dreiwegeventil mit Brauchwassermischer,

Zeichnung 5: einen Schnitt durch das Dreiwegeventil.

In einem Einfamilienhaus mit mehreren Zapfstellen an einer Steigleitung 6 mit einer Zirkulationsleitung 8 ist der Einbau eines Injektors 1 vor der Kaltwassersteigleitung 7 in die Kaltwasserzuleitung 9 von Vorteil , wie aus Zeichnung 1 hervorgeht. So erfolgt, trotz weniger Verbraucher durch Kaltwasser- und Mischwasserentnahme, die Zwangszirkulation, vorausgesetzt die Mischwassersäule der Steigleitung 6 ist dort entsprechend abgekühlt. So wird beispielsweise durch die Benutzung der Toilettenspülung bei abgekühlter Mischwassersäule in der Steigleitung 6, die Zirkulation durch den Injektor erfolgen, so daß anschließend sofort die Hände mit warmem Mischwasser gewaschen werden können.

In einem Mehrfamilienhaus mit mehreren räumlich getrennten Zapfstellen an einer Steigleitung 6 mit Zirkulationsleitung 8 ist der Einbau des Injektors 1 hinter der Kaltwassersteigleitung 7 in die Kaltwasserzuleitung 9 von Vorteil (s. Zeichnung 2 und 3). So wird nur durch die Mischwasserentnahme die Zirkulation erfolgen und das gesamte größere Volumen der Steigleitung 6 und der Zirkulationsleitung 8 über die Saugleitung 1a des Injektors 1 und der Kaltwasserzuleitung 9 direkt in den Boiler eingeleitet und energiesparend erwärmt, denn das abgekühlte Mischwasser aus der Mischwassersteigleitung hat in der Regel schon einen höheren Energieinhalt, als das Kaltwasser der Kaltwasserzuleitung 9.

Es folgt die Erläuterung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen 1 bis 5 nach Aufbau und Wirkungsweise. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Anlage aus dem Injektor 1, drei Abzweigen 2 und einem thermostatisch gesteuerten Drei­ wegeventil 3 mit einem feinstufig regulierbaren Temperatur­ bereich 3d zur Festlegung der Mischwassermindesttemperatur. Der Injektor wird wahlweise an seinem Eingang 1b oder seinem Ausgang 1c in der Hauptströmungsrichtung mit den Abzweigen 2 verbunden und als Baugruppe in die Kaltwasserzuleitung 9 eingebaut.

An den drei freibleibenden Abzweigungen 2a, 2b, 2c sind die Kaltwassersteigleitung 7 sowie die Kaltwasserzuleitungen zum Brauchwassermischereingang 4b und zum Dreiwegeventileingang 3c angeschlossen.

Der zweite Dreiwegeventileingang 3b ist an die Zirkulations­ leitung 8, und der Dreiwegeventilausgang 3a ist an die Injek­ torsaugleitung 1a angeschlossen.

Außerdem hat das Dreiwegeventil einen Temperaturfühler 3e an oder in der Zirkulationsleitung, der die Mischwassertemperatur mißt.

An die Brauchwasserleitung 5 wird der Brauchwassermischer 4 mit dem zweiten Eingang 4c angebaut und am Ausgang 4a durch die Steigleitung 6 weitergeführt, die ein Entlüftungs­ ventil 12 enthält.

Den Regelkreis bilden zum einen das thermostatisch gesteuerte Dreiwegeventil 3, das nach Unterschreiten der gewählten Mischwassermindesttemperatur in der Zirkulations­ leitung 8 den Zirkulationsleitungsquerschnitt öffnet und den Kaltwasserzuleitungsquerschnitt schließt. Es kann nun die ab­ gekühlte Mischwassersäule über die Zirkulationsleitung 8 ab­ fließen, bis warmes Mischwasser an dem Thermofühler 3e des Dreiwegeventils vorbeifließt. Hat das Mischwasser die gewählte Mischwassermindesttemperatur in der Zirkulationsleitung wieder erreicht, ist im Dreiwegeventil 3 der Zirkulationsleitungs­ querschnitt 3b völlig geschlossen und gleichzeitig der Kalt­ wasserzuleitungsquerschnitt 3c ganz geöffnet (s. Zeichnung 5). Der Ventilhub ist innerhalb des regelbaren Temperaturbereichs proportional zur abgenommenen Mischwassertemperatur, wobei die Änderung der Querschnittsöffnungen der Zirkulationsleitung 8 zur Kaltwasserzuleitung sich umgekehrt proportional zueinander verhalten.

Zum anderen muß zur Zwangszirkulation während der Dreiwegeventilöffnung ein Druckgefälle von der Mischwasser­ steigleitung 6 zur Saugleitung 1a bestehen. Es muß minde­ stens so groß sein, daß alle Leitungswiderstände im entlüfte­ ten Rohrnetz der Ringleitung überwunden werden können, um eine einwandfreie Zirkulation zu erreichen. Dieser Druckabfall in der Saugleitung wird vom Injektor erzeugt, wenn er vom Kalt­ wasser durchflossen wird.

Neben dem kontrollierten Ablauf der erkalteten Mischwassersäule ist die zusätzliche Aufgabe des Dreiwegeventils 3 mit seinen zwei Zuflüssen von Zirkulationsleitung 8 und Kaltwasserzuleitung 9, daß immer ein gleichmäßiger Gesamtvolumendurchfluß, dem er­ zeugten Unterdruck des Injektors entsprechend frei fließen kann und das obwohl der Gesamtvolumenanteil aus der Zirku­ lationsleitung je nach Ventilstellung unterschiedlich ist. Der gleichmäßige Gesamtvolumendurchfluß gestaltet den Druck- und Strömungsverlauf in der Kaltwasserzuleitung 9 und der Ringleitung günstig, so daß nur geringe Strömungsgeräusche auftreten.

Durch die flinke Ventilsteuerung werden auch gleichzeitig die unterschiedlichen Strömungswiderstände der Zirkulationsleitung 8 zur Kaltwasserzuleitung 2c und Unterdrucke durch den wechselnden Volumendurchfluß im Injektor selbständig ausge­ glichen, da in Abhängigkeit der sinkenden Zirkulationslei­ tungstemperatur die Rohrquerschnitte im Dreiwegeventil so weit geöffnet und geschlossen werden, bis die Mischwassersäule ausgetauscht werden kann.

Weiterhin schließt die Saugleitung 1a des Injektors über die Kaltwasserzuleitung 9 den Zirkulationskreislauf und führt die ausgekühlte Mischwassersäule dem Brauchwasser zur Erwärmung im Boiler wieder zu.

Mit dem oben beschriebenen Regelkreis ist selbst nach längerer Standzeit, durch Wasserentnahme ein sehr schneller Austausch der ausgekühlten Mischwassersäule in der Mischwassersteiglei­ tung 6 zu erreichen. Der Grund ist die Kombination aus Zirkula­ tion, erzeugt durch den Injektor 1 in der Kaltwasserzuleitung 7, der durch den momentanen warmen und kalten Gesamtwasserver­ brauch durchflossen wird und der gleichzeitigen Entnahme von Mischwasser aus der Zapfstelle 10. Wird nur kaltes Leitungswasser aus einer Zapfstelle oder von einem separaten Küchenanschluß Heißwasser entnommen, so er­ folgt der Austausch der ausgekühlten Mischwassersäule in der Mischwassersteigleitung 6 nur über die Zwangszirkulation durch den Injektor.

In jedem Fall erfolgt die Zwangszirkulation, von der Misch­ wassersteigleitung 6 zu der Zirkulationsleitung 8, nur bei Wasser­ entnahme aus einer Zapfstelle. Dieses setzt jedoch die An­ wesenheit eines Verbrauchers voraus und ist somit selbstregu­ lierend mit Ausbildung von Zirkulationsmaxima in Abhängigkeit der Wasserentnahmehäufigkeit ohne feste Intervallzeiten.

Claims (1)

1. Mischwasserbereitungsanlagen mit einer Zirkulationsleitung und einem Injektor der saugseitig mit der Zirkulationsleitung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,
   daß der Injektor (1) in der Kaltwasserzuleitung (9) angeordnet ist,
   so daß das Kaltwasser als Treibmittel des Injektors dient,
   daß ein Dreiwegebrauchwassermischer (4) vorgesehen ist, dessen erster Weg (4c) mit der Brauchwasserleitung (5), dessen zweiter Weg (4b) mit der Kaltwasserzuleitung (9) und dessen dritter Weg (4a) mit der zu den Zapfstellen (10) führenden Steigleitung (6) verbunden ist
   und daß ein Dreiwegeventil (3) vorgesehen ist, in dessen erstem Weg (3b) die Zirkulationsleitung (8) mündet,
   dessen zweiter Weg (3c) mit der Kaltwasserzuleitung (9) verbunden ist,
   und dessen dritter Weg (3a) mit der Saugseite (1a) des Injektors (1) verbunden ist,
   wobei der Ventilhub dieses Dreiwegeventils (3) über einen Temperaturfühler (3e) steuerbar ist,
   der an oder in der Zirkulationsleitung (8) angebracht ist, so daß durch die dort gemessene Wassertemperatur die Zirkulation gesteuert wird
   und zwar durch den proportional arbeitenden Ventilhub des Dreiwegeventils (3) mit dem das Größenverhältnis der zufließenden Teilvolumen aus der Zirkulationsleitung (8) und der Kaltwasserzuleitung (2c) durch Öffnen und Schließen der Rohrquerschnitte (3b, (3c) gesteuert wird,
   wobei bei Erreichen der gewählten Mischwassermindesttemperatur der Zufluß von der Zirkulationsleitung (3b) geschlossen und der Zufluß von der Kaltwasserzuleitung (3c) geöffnet ist
   und daß schließlich zur störungsfreien Zirkulation ein Entlüftungsventil (12) in der Steigleitung (6) eingebaut ist.