DE4236959C2

DE4236959C2 - Anlage zum Erwärmen von Brauchwasser und zum Abtöten von Legionellen in diesem Brauchwasser

Info

Publication number: DE4236959C2
Application number: DE19924236959
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Duennleder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-11-02
Filing date: 1992-11-02
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2012-11-03
Also published as: DE4236959A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Erwärmen von Brauchwasser und zum Abtöten von Legionellen in diesem Brauchwasser mit einer Kaltwasserzuleitung zu einem Wärmeübertrager zum Vorwärmen des zugeführten Kaltwassers und zum Abkühlen des über eine Brauchwasser-Abgangsleitung herangeführten, auf Desinfektionstemperatur erhitzten Brauchwassers aus einem Speicher-Brauchwassererwärmer, wobei der Wärmeübertrager mit einem Zirkulationswasser-Kreislauf in Verbindung steht, der von einer Brauchwasser-Verteilungsleitung, die zu Zapfstellen führt, einer Zirkulationsleitung, einer Zirkulationspumpe und einer Brauchwasser-Sammelleitung gebildet ist.

Eine bekannte Anlage dieser Art nach der GB-2 099 559 A, Fig. 3, ist mit dem Nachteil behaftet, daß nur ein Teil des auf Desinfektionstemperatur erhitzten Wassers aus dem Speicher-Brauchwassererwärmer über die Brauchwasser-Abgangsleitung zum Wärmeübertrager gelangt, hingegen eine andere Teilmenge in erhitztem Zustand direkt auf der Heißwasserseite über einen Rückflußverhinderer und ein Dreiwege-Mischventil in den Zirkulationswasser-Kreislauf gelangt. Dadurch können bei den hier offenbarten Desinfektionstemperaturen von 60°C die unvermeidlichen Kalkausfällungen zu Funktionsstörungen des Dreiwege-Mischventils und/oder des Rückflußverhinderers führen und damit zum Einschießen von heißem auf Desinfektionstemperatur erhitzten Brauchwasser in den Zirkulationswasser-Kreislauf an den Zapfstellen zu Verbrühungen führen. Hinter der Zirkulationspumpe befindet sich eine Abzweigung, die mit ihrem einen Zweig zum Dreiwege-Mischventil und mit ihrem anderen Zweig zum Speicher-Brauchwassererwärmer führt. Dabei ist nach dem Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift die Wassermenge, die von der Zirkulationspumpe über den zweitgenannten Zweig zum Speicher-Brauchwassererwärmer zurückgelangt, nur so groß ausgelegt, daß die auf diese Wassermenge bezogenen Enthalpieverluste innerhalb des Zirkulationswasser-Kreislaufes durch den zum Dreiwege-Mischventil weiterführenden Zweig der Brauchwasser-Abgangsleitung von der darin transportierten Enthalpie kompensiert werden kann. Insofern kann diese Anlage nur sehr bedingt zum Abtöten von Legionellen im Brauchwasser, insbesondere im Zirkulationswasser-Kreislauf dienen.

Ferner konnte zwischenzeitlich durch umfangreiche Untersuchungen festgestellt werden, daß sich im Zirkulationswasser-Kreislauf Legionellen auch bei einer Beschickung von desinfiziertem Wasser über die Brauchwasser-Abgangsleitung grundsätzlich nicht vermeiden lassen. Nach dem Ergebnis dieser Untersuchungen beruht die Ursache für die Bildung der Legionellen im wesentlichen darin, daß bereits bei der Erstbefüllung der Anlage mit dem Füllwasser Legionellen in den Zirkulationswasser-Kreislauf eingeschleust werden, aus welchem sie mit den üblichen Mitteln thermischer Desinfektion nicht zu beseitigen sind.

Das gilt selbst dann, wenn gemäß der DE 38 40 516 C2 gemäß den Fig. 4 und 4a ein in sich geschlossener Desinfektions-Kreislauf mit Puffer gebildet wird, der hydromechanisch und thermisch vom Zirkulationswasser-Kreislauf getrennt ist. Auch die in der DE 38 40 516 C2 Spalte 1 im dritten Absatz beschriebene thermische Desinfektion durch eine stufenweise Einstellung der Temperatur in der Brauchwasser-Verteilungsleitung auf 70°C läßt sich in der Praxis bei großen Anlagen, wie in Krankenhäusern, Altenheimen, Hotels und Kasernen, bei einem Betriebsausfall mit den herkömmlichen Mitteln und Verfahren nicht ausreichend sicher durchführen und ist auch bei Ein- und Zweifamilienhäusern nicht gewährleistet.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit welcher bei einem energiewirtschaftlichen Betrieb und preisgünstiger Herstellung sowohl bei kleinen als auch bei großen Anlagen die in den Zirkulationswasser-Kreislauf gelangten Legionellen entweder erheblich reduziert oder abgetötet werden können.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Speicher-Brauchwassererwärmer über die Brauchwasser-Abgangsleitung, den Wärmeübertrager, die Brauchwasser-Verteilungsleitung mit den Zapfstellen, die Zirkulationsleitung, die Zirkulationspumpe, die Brauchwasser-Sammelleitung, einen Rückflußverhinderer, einen Wassermengenbegrenzer sowie erneut über den Wärmeübertrager und eine Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer zu einem Gesamtkreislauf verbunden ist. Dabei wird selbstverständlich so verfahrene daß die Desinfektionstemperatur im Speicher-Brauchwassererwärmer ständig und permanent aufrechterhalten wird, wodurch dieser hohe Temperaturbereich sowie die damit einhergehenden Kalkausfällungen auf einen örtlich sehr begrenzten Bereich der gesamten Anlage beschränkt bleiben. Ferner bleibt trotz der Verbindung des Speicher-Brauchwassererwärmers mit dem Zirkulationswasser-Kreislauf zu einem Gesamtkreislauf ein energiewirtschaftlicher Betrieb aufrechterhalten. Die im Zirkulationswasser-Kreislauf durch die Erstbefüllung oder durch einen Betriebsausfall vorhandenen Legionellen werden permanent in den Speicher-Brauchwassererwärmer eingeschleust und dort abgetötet. Damit verringert sich die Konzentration der Legionellen im Zirkulationswasser-Kreislauf erheblich. Wird die gesamte Anlage über längere Zeit von Zapfruhe beherrscht, kann auf diese Weise das gesamte Zirkulationswasser mehrfach durch den Speicher-Brauchwassererwärmer geschleust, dort erneut auf Desinfektionstemperatur erhitzt und auf diese Weise letztlich auch eine vollständige Abtötung der Legionellen erzielt werden.

Durch den Wassermengenbegrenzer in Verbindung mit dem Rückflußverhinderer wird erreicht, daß aus der Brauchwasser-Sammelleitung nur eine so große Zirkulationswasser-Menge zum Speicher-Brauchwassererwärmer gefördert wird, daß immer eine sichere und konstante Desinfektionstemperatur aufrechterhalten bleibt. Dabei sorgt der Rückflußverhinderer im Gesamtkreislauf für eine eindeutige Strömungsrichtung. Da nach einschlägigen Veröffentlichungen das Keimwachstum der Legionellen größere Zeiträume benötigt und eine Verdoppelung erst in zwei bis drei Stunden erfolgen kann, werden die Legionellen sowohl aus dem Zirkulationswasser-Kreislauf als auch aus dem Kaltwassernetz durch die Desinfektion erheblich reduziert und bei längerer Zapfruhe völlig abgetötet. Dabei sorgt die "Wärmeschaukel" zwischen Speicher-Brauchwassererwärmer und Wärmeübertrager auch bei mehrfacher Desinfektion des Brauchwassers für einen energiewirtschaftlichen Betrieb.

Da nunmehr im Gegensatz zum Stand der Technik nach der GB 2 099 559 A der Zirkulationswasser-Kreislauf auch über den Wärmeübertrager zur Vorwärmung des Zirkulationswassers mit dem Speicher-Brauchwassererwärmer verbunden ist, und zwar sowohl hydromechanisch als auch hinsichtlich eines Wärmeüberganges thermisch, zeichnet sich diese Anlage durch einen besonders energiewirtschaftlichen Betrieb aus. Ferner bleiben die Kalkausfällungen auf die Heißwasserseite, das heißt auf den Speicher-Brauchwassererwärmer sowie auf die Brauchwasser-Abgangsleitung bis zum Wärmeübertrager beschränkt, wobei sämtliche weiteren Armarturen in Form des Rückflußverhinderers und des Wassermengenbegrenzers sowie der noch zu beschreibenden Regelventile grundsätzlich auf der Kaltwasser- oder Zapftemperaturseite angeordnet sind, sei es in der Brauchwasser-Sammelleitung oder sei es in der Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer, in denen das Wasser eine weit unter 60°C liegende Temperatur von z. B. 40°C aufweist. Schließlich ist mit dieser Anlage durch Einbeziehung des Zirkulationswasser-Kreislaufes sowohl bei Zapfung als auch bei Zapfruhe mit dem Speicher-Brauchwassererwärmer zu einem Gesamtkreislauf auch eine erhebliche Reduzierung bzw. Abtötung der Legionellen gewährleistet, da das Wasser des Zirkulationswasser-Kreislaufes permanent zum Speicher-Brauchwassererwärmer umgepumpt und somit immer erneut auf die Desinfektionstemperatur erhitzt wird, wenn und soweit es nicht zuvor über die Zapfstellen aus dem Gesamtkreislauf herausgelangt.

Demzufolge erfüllt die Zirkulationspumpe in bezug auf den Zirkulationswasser-Kreislauf zugleich auch die Funktion einer Ladepumpe zur Erzielung eines weitgehend keimfreien Brauchwassers im Speicher-Brauchwassererwärmer und den sich daran anschließenden Leitungen des Gesamtkreislaufes.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die gesamte an der Saugseite der Zirkulationspumpe anstehende Wassermenge des Zirkulationswasser-Kreislaufes über ein Zirkulationswasser-Verteilventil, das als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, in der Brauchwasser-Sammelleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer pumpbar, wobei der erste Weg des Dreiwege-Ventils mit der Zirkulationspumpe, der zweite Weg mit dem Rückflußverhinderer und der dritte Weg über eine erste Bypass-Leitung mit der Brauchwasser-Verteilungsleitung zu den Zapfstellen verbunden ist. Dabei ist das Zirkulationswasser-Verteilventil entweder in Abhängigkeit von der Desinfektionstemperatur im Speicher-Brauchwassererwärmer von einem dort angeordneten Temperaturfühler oder in Abhängigkeit von der Zeit über eine Zeitschaltuhr dergestalt regelbar, daß die Gesamt-Zirkulationswasser-Menge oder nur eine Teilmenge dieses Wassers aus dem Zirkulationswasser-Kreislauf zum Wärmeübertrager freizugeben und die übrige Gesamt-Zirkulationswasser- oder Teilmenge über die erste Bypass-Leitung in die Brauchwasser-Verteilungsleitung zu den Zapfstellen förderbar ist. Durch dieses Zirkulationswasser-Verteilventil wird bei einer Zapfung aus dem Zirkulationswasser-Kreislauf sichergestellt, daß über die Brauchwasser-Verteilungsleitung in den Zirkulationswasser-Kreislauf nur die unbedingt notwendige Wassermenge an desinfiziertem Wasser mit einer wählbaren, konstanten Temperatur einströmen kann.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist in einer zweiten Bypass-Leitung in Strömungsrichtung vor dem Wärmeübertrager zwischen der Kaltwasserzuleitung und der Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer ein Kaltwassermengen-Regelventil mit zwei Wegen angeordnet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in der Kaltwasserzuleitung zum Wärmeübertrager ein Kaltwassermengen-Regelventil, das als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, angeordnet ist, dessen erster Weg mit der Kaltwasserzuleitung, dessen zweiter Weg über eine Zwischenleitung mit dem Wärmeübertrager und dessen dritter Weg über eine dritte Bypass-Leitung mit der Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer verbunden ist. Die Kaltwassermengen-Regelventile sind vorteilhaft von einem Temperaturfühler in der Brauchwasser-Verteilungsleitung zu den Zapfstellen regelbar. Dadurch wird gewährleistet, daß bei Entnahmen an den Zapfstellen über die Brauchwasser-Verteilungsleitung in den Zirkulationswasser-Kreislauf Brauchwasser von wählbarer, konstanter Temperatur einströmen kann, ohne die Wassertemperatur im Speicher-Brauchwassererwärmer erhöhen zu müssen.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besteht der Wärmeübertrager aus insgesamt drei kompakt zusammengefaßten Teilwärmeübertragern, von denen der erste an seinem Eingang mit der Brauchwasser-Abgangsleitung und an seinem Ausgang mit der Brauchwasser-Verteilungsleitung zu den Zapfstellen, der zweite an seinem Eingang mit der Kaltwasserzuleitung und an seinem Ausgang mit der Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer und der dritte Teilwärmeübertrager mit seinem Eingang an die Brauchwasser-Sammelleitung und mit seinem Ausgang an die Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer angeschlossen sind. Durch diese Ausbildung wird eine erhebliche Vereinfachung des Aufbaues des Gesamtkreislaufes erreicht, wobei Regelventile entbehrlich sein können.

Nach einer ersten Ausführungsalternative ist die Brauchwasser-Sammelleitung in Strömungsrichtung vor dem dritten Teilwärmeübertrager über eine vierte Bypass-Leitung mit der Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer verbunden, in welcher ein Zirkulationswassermengen-Regelventil mit zwei Wegen angeordnet ist.

Nach einer zweiten Ausführungsalternative ist in der Brauchwasser-Sammelleitung in Strömungsrichtung vor dem dritten Teilwärmeübertrager ein Zirkulationswassermengen-Regelventil, das als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, angeordnet, dessen erster Weg mit dem Wassermengenbegrenzer, dessen zweiter Weg an den Eingang und dessen dritter Weg an den Ausgang des dritten Teilwärmeübertrages und gemeinsam mit diesem Ausgang an die Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer angeschlossen ist. Mit dem Zirkulationswassermengen-Regelventil und mit dem Kaltwassermengen-Regelventil können die Wasserabgangstemperatur aus dem Wärmeübertrager zur Brauchwasser-Verteilungsleitung gewählt und geregelt werden. Dabei erfolgt die Regelung der beiden Regelventile von je einem Temperaturfühler in der Brauchwasser-Verteilungsleitung.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Brauchwassererwärmer des Speicher-Brauchwassererwärmers aus einem Heizmedium-Kreis mit Heizmediumpumpe gebildet, die gemeinsam mit der Zirkulationspumpe von einem Temperaturfühler im Speicher-Brauchwassererwärmer schaltbar ist.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Speicher-Brauchwassererwärmer mit gleichem oder unterschiedlichem Speichervolumen in Reihe hintereinander geschaltet. Eine derartige Anlage ist insbesondere für größere Gebäudeeinheiten mit entsprechend großem Speichervolumen geeignet, wobei der technische Aufwand gegenüber anderen Vorschlägen erheblich reduziert wird.

Bei jeder erfindungsgemäßen Anlage ist das Speichervolumen des Speicher-Brauchwassererwärmers auf die maximale Zulaufmenge an Kaltwasser und auf die Förderleistung der Zirkulationspumpe derart abgestimmt, daß das Brauchwasser nur in desinfiziertem Zustand aus dem Speicher-Brauchwassererwärmer über die Brauchwasser-Abgangsleitung zum Wärmeübertrager förderbar ist. Dadurch wird ständig und somit auch bei Zapfruhe frisch desinfiziertes Brauchwasser unmittelbar vor die Zapfstellen geleitet, während zugleich das zuvor an dieser Stelle befindliche Brauchwasser, von der Zirkulationspumpe zur erneuten Desinfektion in den Speicher-Brauchwassererwärmer gepumpt wird. Da dieser Vorgang fortdauernd bei Zapfruhe und bei Zapfung erfolgt, steht bei Entnahme an den Zapfstellen stets frisch desinfiziertes Brauchwasser zur Verfügung, wodurch eine erneute Legionellenbildung auf Null reduziert werden kann. Dabei ist wesentlich, daß nach neueren Untersuchungen bei einer Keimbelastung von ca. 10⁹ KBE/ml (kolonienbildende Einheiten pro Milliliter) die Zeitdauer bis zur Abtötung von Legionellen der Serogruppen 4 und 6 bei einer Brauchwassertemperatur von 70°C ca. 4 min-6 min, bei 66°C ca. 45 min und bei 60°C 60 min-120 min beträgt. Dies bedeutet für die erfindungsgemäßen Anlagen, daß bei einer Desinfektionstemperatur von 70°C im Speicher-Brauchwassererwärmer bei maximaler Entnahme an den Zapfstellen und damit bei maximaler Zulaufmenge an Kaltwasser das jeweilige Speichervolumen und die Förderleistung der Zirkulationspumpe derart abgestimmt sein müssen, daß das im vorgewärmten Zustand in den Speicher-Brauchwassererwärmer eintretende Kaltwasser zum Durchlauf durch den Speicher-Brauchwassererwärmer mindestens 6 Minuten benötigen muß, ohne die Möglichkeit zu haben, vom Eintritt bis zum Austritt in den Speicher-Brauchwassererwärmer in einer kürzeren Zeit "durchschießen" zu können. Dies kann bei entsprechend abgestimmtem Speichervolumen beispielsweise mit bekannten Leitblechen oder ähnlich bekannten Vorrichtungen innerhalb des Speicher-Behälters erfolgen.

Mehrere Ausbildungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Erfindung mit einer zweiten Bypass-Leitung zwischen der Kaltwasserzuleitung und der Zugangsleitung zum Speicher-Brauchwassererwärmer und einem darin angeordneten Kaltwassermengen-Regelventil mit zwei Wegen,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform mit einem Zirkulationswasser-Verteilventil mit drei Wegen und einer ersten Bypass-Leitung im Zirkulationswasser-Kreislauf sowie einem Kaltwassermengen-Regelventil mit drei Wegen in der Kaltwasserzuleitung,

Fig. 3 die Ausführungsform von Fig. 1 mit einem kompakten, aus drei Teilwärmeübertragern bestehenden Wärmeübertrager unter Fortfall des Kaltwasser-Regelventils,

Fig. 4 die Ausführungsform von Fig. 3 mit einem Zirkulationswassermengen-Regelventil und einem Kaltwassermengen-Regelventil mit je zwei Wegen,

Fig. 5 die Ausführungsform von Fig. 4, jedoch jeweils mit einem Zirkulationswassermengen- und einem Kaltwassermengen-Regelventil mit jeweils drei Wegen und

Fig. 6 die Ausführungsform von Fig. 4, jedoch mit dem Zirkulationswasser-Verteilventil von

Fig. 2 im Zirkulationswasser-Kreislauf.

Jede der nachfolgend beschriebenen Anlagen weist mindestens einen Speicher-Brauchwassererwärmer 1 und einen Zirkulationswasser-Kreislauf 2 auf. Der Speicher-Brauchwassererwärmer 1, von dem bei Ein- und Zweifamilienhäusern einer genügen kann und bei größeren Gebäudeeinheiten mehrere mit gleichen oder unterschiedlichen Speichervolumen in Reihe hintereinander geschaltet sein können, besteht im wesentlichen aus einem Speicher 1a und einem Heizmedium-Kreislauf 3 mit einer Heizmediumpumpe 4. Bei den Ausführungsformen der Fig. 1, 3 und 5 beheizt der Heizmedium-Kreislauf 3 über eine Heizschlange 5 das im Innenraum des Speichers 1a befindliche Brauchwasser. In den Ausführungsbeispielen der Fig. 2, 4 und 6 beaufschlagt der Heizmedium-Kreislauf 3 über einen Außenmantel 6 den Speicher 1a. Welcher dieser Erwärmungsarten des Speichers 1a der Vorzug zu geben ist, hängt im wesentlichen von dem Heizmedium, dessen Primärenergie und vom Speicherkonzept ab.

Das im Speicher-Brauchwassererwärmer 1 auf Desinfektionstemperatur erhitzte Brauchwasser gelangt über die Brauchwasser-Abgangsleitung 7 zum Wärmeübertrager 8, den es über die Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 zu den Zapfstellen 10 verläßt. Über die Zirkulationsleitung 11 wird das nicht aus den Zapfstellen 10 entnommene Brauchwasser von der Zirkulationspumpe 12 über die Brauchwasser-Sammelleitung 13 durch den Rückflußverhinderer 14, den Wassermengenbegrenzer 15 über die Kaltwasserzuleitung 16 zum Wärmeübertrager 8 gepumpt, den es über die Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 verläßt.

Gemäß den Fig. 1 und 2 wird der Wärmeübertrager 8 von der Brauchwässer-Abgangsleitung 7 und der Kaltwasserzuleitung 16 im Gegenstrom beaufschlagt.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist der Speicher-Brauchwassererwärmer 1 über die Brauchwasser-Abgangsleitung 7, den Wärmeübertrager 8 und die Zugangsleitung 17 mit dem Zirkulationswasser-Kreislauf 2 zu einem Gesamtkreislauf 1, 2 verbunden.

Gemäß Fig. 1 ist zur Regelung der Kaltwassermenge in einer zweiten Bypass-Leitung 18 in Strömungsrichtung vor dem Wärmeübertrager 8 zwischen der Kaltwasserzuleitung 16 und der Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 ein Kaltwassermengen-Regelventil 19 mit zwei Wegen 19a und 19b angeordnet. Dieses Kaltwassermengen-Regelventil 19 wird über einen in der Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 befindlichen Temperaturfühler 20 geregelt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann die gesamte, an der Saugseite 12a der Zirkulationspumpe 12 anstehende Wassermenge des Zirkulationswasser-Kreislaufes 2 über ein Zirkulationswasser-Verteilventil 21 mit drei Wegen 21a, 21b und 21c in der Brauchwasser-Sammelleitung 13 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 gepumpt werden, wobei der erste Weg 21a des Zirkulationswasser-Verteilventils 21 mit der Zirkulationspumpe 12, der zweite Weg 21 b mit dem Rückflußverhinderer 14 und der dritte Weg 21c über eine erste Bypass-Leitung 22 mit der Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 zu den Zapfstellen 10 verbunden ist.

Wie ferner aus Fig. 2 entnommen werden kann, wird das Zirkulationswasser-Verteilventil 21 entweder in Abhängigkeit von der Desinfektionstemperatur im Speicher-Brauchwassererwärmer 1 von einem dort angeordneten Temperaturfühler 23 oder von einem Temperaturfühler 36 in der Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 oder in Abhängigkeit von der Zeit über eine Zeitschaltuhr 24 dergestalt geregelt, daß die Gesamt-Zirkulationswassermenge oder nur eine Teilmenge dieses Wasser aus dem Zirkulationswasser-Kreislauf 2 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 gelangt und die übrige Gesamtzirkulationswasser- oder Teilmenge über die erste Bypass-Leitung 22 in die Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 zu den Zapfstellen 10 gefördert wird.

Außerdem ist in Fig. 2 in der Kaltwasserzuleitung 16 zum Wärmeübertrager 8 ein Kaltwassermengen-Regelventil 25, das gleichfalls als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, angeordnet, dessen erster Weg 25a mit der Kaltwasserzuleitung 16, dessen zweiter Weg 25b über eine Zwischenleitung 26 mit dem Wärmeübertrager 8 und dessen dritter Weg 25c über eine dritte Bypass-Leitung 27 mit der Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 verbunden ist. Auch dieses Kaltwassermengen-Regelventil 25 wird von dem Temperaturfühler 20 in der Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 zu den Zapfstellen 10 geregelt.

In sämtlichen nachfolgend beschriebenen Figuren sind übereinstimmende Teile von Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Dabei kennzeichnen in sämtlichen Figuren die Pfeile in den Leitungen die Strömungsrichtung des Brauchwassers bzw. des Zirkulationswassers.

Gemäß der Ausführungsform der Fig. 3 besteht der Wärmeübertrager 8 aus insgesamt drei kompakt zusammengefaßten Teilwärmeübertragern 8a, 8b und 8c, von denen der erste 8a an seinem Eingang mit der Brauchwasser-Abgangsleitung 7 und an seinem Ausgang mit der Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 zu den Zapfstellen 10, der zweite 8b an seinem Eingang mit der Kaltwasserzuleitung 16 und an seinem Ausgang über eine Verbindungsleitung 28 mit der Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 und der dritte Teilübertrager 8c mit seinem Eingang an die Brauchwasser-Sammelleitung 13 und mit seinem Ausgang gleichfalls an die Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 angeschlossen sind. In bezug auf die Brauchwasser-Abgangsleitung 7 des ersten Teilwärmeübertragers 8a ist die zum zweiten Teilwärmeübertrager 8b führende Kaltwasserzuleitung im Gleichstrom und die zum dritten Teilwärmeübertrager 8c führende Brauchwasser-Sammelleitung 13 im Gegenstrom geschaltet. Durch die Gleichstromschaltung der Kaltwasserzuleitung ist die Temperatur auf der Brauchwasserabgangsseite auf die Mitteltemperatur zwischen Heißwasser und Kaltwasser nach unten begrenzt. Dadurch kann bei einzelnen Anlagen auf die Anordnung von Regelventilen verzichtet bzw. deren Funktion erleichtert werden.

Gemäß Fig. 3 und 4 werden die Zirkulationspumpe 12 und die Heizmediumpumpe 4 gemeinsam von dem Temperaturfühler 23 im Speicher-Behälter 1a des Speicher-Brauchwassererwärmers 1 geschaltet.

Außerdem ist in Fig. 4 die Brauchwasser-Sammelleitung 13 in Strömungsrichtung vor dem dritten Teilwärmeübertrager 8c über eine vierte Bypass-Leitung 29 mit der Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 verbunden, in welcher 29 ein Zirkulationswassermengen-Regelventil 30 mit zwei Wegen 30a und 30b angeordnet ist. Dieses Zirkulationswassermengen-Regelventil 30 wird von einem Temperaturfühler 31 geregelt, der wie der Temperaturfühler 20 in der Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 zu den Zapfstellen 10 angeordnet ist.

In einer fünften Bypass-Leitung 34 zwischen der Kaltwasserzuleitung und der Verbindungsleitung 28 ist ein Kaltwassermengen-Regelventil 35 mit zwei Wegen 35a, 35b angeordnet.

Die Ausführungsform der Anlage gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der gemäß Fig. 4 außer durch die andere Ausbildung des Speicher-Brauchwassererwärmers 1 im wesentlichen dadurch, daß das lediglich mit zwei Wegen versehene Kaltwassermengen-Regelventil 35 und das ebenfalls nur mit zwei Wegen versehene Zirkulationswassermengen-Regelventil 30 durch Regelventile mit drei Wegen ersetzt worden sind. Zu diesem Zweck ist gemäß Fig. 5 in der Brauchwasser-Sammelleitung 13 in Strömungsrichtung vor dem dritten Teilwärmeübertrager 8c ein Zirkulationswassermengen-Regelventil 32 in Form eines Dreiwege-Ventils angeordnet, dessen erster Weg 32a mit dem Wassermengenbegrenzer 15, dessen zweiter Weg 32b an den Eingang und dessen dritter Weg 32c an den Ausgang des dritten Teilwärmeübertragers 8c und gemeinsam mit diesem Ausgang an die Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 angeschlossen ist.

Außerdem ist in der Ausführungsform der Fig. 5 in der Kaltwasserzuleitung 16 ein Kaltwassermengen-Regelventil 33 in Form eines Dreiwege-Ventils angeordnet, dessen erster Weg 33a mit der Kaltwasserzuleitung 16, dessen zweiter Weg 33b mit dem Eingang zum zweiten Teilwärmeübertrager 8b und dessen dritter Weg 33c mit dem Ausgang aus dem zweiten Teilwärmeübertrager 8b verbunden und gemeinsam mit diesem Ausgang an die Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 angeschlossen ist. Dieses Kaltwassermengen-Regelventil 33 wird gleichfalls von dem Temperaturfühler 20 und das Zirkulationswasser-Regelventil 32 von dem Temperaturfühler 31 in der Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 geregelt.

In den Ausführungsbeispielen der Fig. 4 und 6 ist die Kaltwasserzuleitung 16 in Strömungsrichtung vor dem zweiten Teilwärmeübertrager 8b mit der Verbindungsleitung 28 zur Zugangsleitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 über eine fünfte Bypass-Leitung 34 verbunden, in welcher ein Kaltwassermengen-Regelventil 35 mit zwei Wegen 35a und 35b angeordnet ist.

Die Ausführungsform der Fig. 6 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 4 dadurch, daß in der Brauchwasser-Sammelleitung 13 das Zirkulationswasser-Verteilventil 21 gemäß der Ausführungsform der Fig. 2 angeordnet ist. Insoweit wird auf die betreffenden Ausführungen zu Fig. 2 Bezug genommen.

Sämtliche der vorstehenden Ausführungsformen sind nicht nur für relativ kleine Anlagen von Ein- oder Zweifamilienhäusern, sondern auch für große Gebäudeeinheiten geeignet. Dabei tritt das Kaltwasser über die Kaltwasserzuleitung 16 in den Wärmeübertrager 8 ein, in welchem es von dem zugleich im Gleich- oder im Gegenstrom über die Brauchwasser-Abgangsleitung 7 einströmenden, heißen Brauchwasser vorgewärmt wird, bevor es über die Leitung 17 zum Speicher-Brauchwassererwärmer 1 gelangt. Dieses Kaltwasser von beispielsweise 10°C weist nur eine geringe Anzahl von Legionen auf, die im Speicher-Brauchwassererwärmer 1 vollständig abgetötet werden können. Insoweit bilden die im Kaltwasser befindlichen Legionellen kein nennenswertes Problem.

Problematisch wird jedoch die Legionellenbildung im Zirkulationswasser-Kreislauf 2 nach einer Erstbefüllung oder einem Betriebsausfall. Da das Wasser aus der Brauchwasser-Abgangsleitung 7 in diesen Fällen nicht nur vor dem Eintritt desinfiziert wurde, finden die Legionellen im Zirkulationswasser-Kreislauf 2 hervorragende thermische Wachstumsbedingungen, wodurch sie sich explosionsartig vermehren können. Dann können beispielsweise die Legionellen über die Zapfstellen 10 aus beispielsweise einer Brause austreten, mit dem Wasserdampf vom Benutzer eingeatmet und dadurch ihre lebensgefährlichen Wirkungen entfalten.

Die Erfindung wirkt einem Wachstum der Legionellen dadurch entgegen, daß nunmehr ständig und daher insbesondere auch bei Zapfruhe der Zirkulationswasser-Kreislauf 2 mit dem Speicher-Brauchwassererwärmer 1 zu einem Gesamtkreislauf 1, 2 verbunden ist. Dadurch wird von der zugleich als Umwälzpumpe des gesamten Kreislaufes wirkenden Zirkulationspumpe 12 permanent das Wasser des Zirkulationswasser-Kreislaufes 2 zur erneuten Desinfektion in den Speicher-Brauchwassererwärmer 1 gefördert, wodurch die Legionellen im Zirkulationswasser-Kreislauf 2 erheblich reduziert und bei längeren Zapfpausen auch gänzlich abgetötet werden können.

Die vorbeschriebenen Ausführungsformen können sowohl bei Ein- und Zweifamilienhäusern als auch bei größeren Gebäudeeinheiten Anwendung finden. Bei letzteren werden vorteilhaft mehrere Speicher-Brauchwassererwärmer 1 mit gleichem oder unterschiedlichem Speichervolumen in Reihe hintereinander geschaltet. Auch dabei wird stets das Speichervolumen des Speichers 1a des Speicher-Brauchwassererwärmers 1 auf die maximale Entnahmemenge und damit auf die maximale Zulaufmenge an Kaltwasser sowie auf die Förderleistung der Zirkulationspumpe 12 derart abgestimmt, daß das Brauchwasser bei der jeweiligen Desinfektionstemperatur den oder die Speicher 1a in einem zu dieser Desinfektionstemperatur gehörenden Zeitraum durchlaufen muß, bevor es im sicher desinfizierten Zustand auf dem Speicher-Brauchwassererwärmer 1 über die Brauchwasser-Abgangsleitung 7 zum Wärmeübertrager 8 gelangt. Da bei Desinfektionstemperaturen oberhalb von 60°C Kalkausfällungen unvermeidlich sind, bleiben diese auf die Heißwasserseite, das heißt auf den Speicher-Brauchwassererwärmer 1 sowie auf eine Teilfläche des Wärmeübertragers 8 begrenzt. Sämtliche vorbeschriebenen Regelarmarturen 14, 15, 19, 21, 25, 30, 32, 33 und 35 sowie die Zirkulationspumpe 12 sind auf der erheblich unter 60°C liegenden Zapfseite bzw. Kaltwasserseite angeordnet. Hingegen bleiben die Brauchwasser-Abgangsleitung 7, in welcher heißes Brauchwasser bei Desinfektionstemperatur bis zum Wärmeübertrager 8 gefördert wird, sowie die Brauchwasser-Verteilungsleitung 9 grundsätzlich von den vorgenannten Regelvorrichtungen frei, wodurch Funktionsstörungen der vorbeschriebenen Regelventile aufgrund von Kalkausfällungen ausgeschlossen werden.

Wie die Ausführungsform der Fig. 3 aufweist, ist bei Verwendung eines kompakten, sich insgesamt aus drei Teilwärmeübertragern 8a, 8b, 8c zusammensetzenden Wärmeübertrager 8 kein Regelventil erforderlich.

Bezugszeichenliste

Speicher-Brauchwassererwärmer 1
Speicher 1a
Zirkulationswasser-Kreislauf 2
Gesamtkreislauf 1, 2
Heizmedium-Kreislauf 3
Heizmediumpumpe 4
Heizschlange 5
Außenmantelwassererwärmer 6
Brauchwasser-Abgangsleitung 7
Wärmeübertrager 8
Teilwärmeübertrager 8a, 8b, 8c
Brauchwasser-Verteilungsleitung 9
Zapfstellen 10
Zirkulationsleitung 11
Zirkulationspumpe 12
Saugseite der Zirkulationspumpe 12 12a
Brauchwasser-Sammelleitung 13
Rückflußverhinderer 14
Wassermengenbegrenzer 15
Kaltwasserzuleitung 16
Zugangsleitung 17
Bypass-Leitung 18, 22, 27, 29, 23
Kaltwassermengen-Regelventil 19, 25, 33, 35
Wege des Ventils 19, 19a, 19b
Temperaturfühler 20, 23, 31, 36
Zirkulationswasser-Verteilventil 21
Wege des Ventils 21, 21a, 21b, 21c
Zeitschaltuhr 24
Wege des Ventils 25, 25a, 25b, 25c
Zwischenleitung 26
Verbindungsleitung 28
Zirkulationswassermengen-Regelventil 30, 32
Wege des Ventils 30, 30a, 30b
Wege des Ventils 32, 32a, 32b,
32c
Wege des Ventils 35 35a, 35b.

Claims

1. Anlage zum Erwärmen von Brauchwasser und zum Abtöten von Legionellen in diesem Brauchwasser mit einer Kaltwasserzuleitung (16) zu einem Wärmeübertrager (8) zum Vorwärmen des zugeführten Kaltwassers und zum Abkühlen des über eine Brauchwasser-Abgangsleitung (7) herangeführten, auf Desinfektionstemperatur erhitzten Brauchwassers aus einem Speicher-Brauchwassererwärmer (1), wobei der Wärmeübertrager (8) mit einem Zirkulationswasser-Kreislauf (2) in Verbindung steht, der von einer Brauchwasser-Verteilungsleitung (9), die zu Zapfstellen (10) führt, einer Zirkulationsleitung (11), einer Zirkulationspumpe (12) und einer Brauchwasser-Sammelleitung (13) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher-Brauchwassererwärmer (1) über die Brauchwasser-Abgangsleitung (7), den Wärmeübertrager (8), die Brauchwasser-Verteilungsleitung (9) mit den Zapfstellen (10), die Zirkulationsleitung (11), die Zirkulationspumpe (12), die Brauchwasser-Sammelleitung (13), einen Rückflußverhinderer (14), einen Wassermengenbegrenzer (15) sowie erneut über den Wärmeübertrager (8) und eine Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) zu einem Gesamtkreislauf (1, 2) verbunden ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte an der Saugseite (12a) der Zirkulationspumpe (12) anstehende Wassermenge des Zirkulationswasser-Kreislaufes (2) über ein Zirkulationswasser-Verteilventil (21), das als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, in der Brauchwasser-Sammelleitung (13) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) pumpbar ist, wobei der erste Weg (21a) des Dreiwege-Ventils mit der Zirkulationspumpe (12), der zweite Weg (21b) mit dem Rückflußverhinderer (14) und der dritte Weg (21c) über eine erste Bypass-Leitung (22) mit der Brauchwasser-Verteilungsleitung (9) zu den Zapfstellen (10) verbunden ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkulationswasser-Verteilventil (21) entweder in Abhängigkeit von der Desinfektionstemperatur im Speicher-Brauchwassererwärmer (1) von einem dort angeordneten Temperaturfühler (23) oder in Abhängigkeit von der Zeit über eine Zeitschaltuhr (24) dergestalt regelbar ist, daß die Gesamt-Zirkulationswassermenge oder nur eine Teilmenge dieses Wassers aus dem Zirkulationswasser-Kreislauf (2) zum Wärmeübertrager (8) freizugeben und die übrige Gesamtzirkulationswasser- oder Teilmenge über die erste Bypass-Leitung (22) in die Brauchwasser-Verteilungsleitung (9) zu den Zapfstellen (10) förderbar ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einer zweiten Bypass-Leitung (18) in Strömungsrichtung vor dem Wärmeübertrager (8) zwischen der Kaltwasserzuleitung (16) und der Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) ein Kaltwassermengen-Regelventil (19) mit zwei Wegen (19a und 19b) angeordnet ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltwasserzuleitung (16) zum Wärmeübertrager (8) ein Kaltwassermengen-Regelventil (25), das als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, angeordnet ist, dessen erster Weg (25a) mit der Kaltwasserzuleitung (16), dessen zweiter Weg (25b) über eine Zwischenleitung (26) mit dem Wärmeübertrager (8) und dessen dritter Weg (25c) über eine dritte Bypass-Leitung (27) mit der Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) verbunden ist.

6. Anlage nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltwassermengen-Regelventile (19, 25) von einem Temperaturfühler (20) in der Brauchwasser-Verteilungsleitung (9) zu den Zapfstellen (10) regelbar sind.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager (8) aus insgesamt drei kompakt zusammengefaßten Teilwärmeübertragern (8a, 8b, 8c) besteht, von denen der erste (8a) an seinem Eingang mit der Brauchwasser-Abgangsleitung (7) und an seinem Ausgang mit der Brauchwasser-Verteilungsleitung (9) zu den Zapfstellen (10), der zweite (8b) an seinem Eingang mit der Kaltwasserzuleitung (16) und an seinem Ausgang mit der Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) und der dritte Teilwärmeübertrager (8c) mit seinem Eingang an die Brauchwasser-Sammelleitung (13) und mit seinem Ausgang an die Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) angeschlossen sind.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brauchwasser-Sammelleitung (13) in Strömungsrichtung vor dem dritten Teilwärmeübertrager (8c) über eine vierte Bypass-Leitung (29) mit der Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) verbunden ist, in welcher (29) ein Zirkulationswassermengen-Regelventil (30) mit zwei Wegen (30a, 30b) angeordnet ist.

9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brauchwasser-Sammelleitung (13) in Strömungsrichtung vor dem dritten Teilwärmeübertrager (8c) ein Zirkulationswassermengen-Regelventil (32), das als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, angeordnet ist, dessen erster Weg (32a) mit dem Wassermengenbegrenzer (15), dessen zweiter Weg (32b) an den Eingang des dritten Teilwärmeübertragers (8c) und dessen dritter Weg (32c) an dessen Ausgang und gemeinsam mit diesem Ausgang an die Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) angeschlossen ist.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltwasserzuleitung (16) in Strömungsrichtung vor dem zweiten Teilwärmeübertrager (8b) mit der Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) über eine fünfte Bypass-Leitung (34) verbunden ist, in welcher ein Kaltwassermengen-Regelventil (35) mit zwei Wegen (35a, 35b) angeordnet ist.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kaltwasserzuleitung (16) ein Kaltwassermengen-Regelventil (33), das als Dreiwege-Ventil ausgebildet ist, angeordnet ist, dessen erster Weg (33a) mit der Kaltwasserzuleitung (16), dessen zweiter Weg (33b) mit dem Eingang zum zweiten Teilwärmeübertrager (8b) und dessen dritter Weg (33c) mit dem Ausgang aus dem zweiten Teilwärmeübertrager (8b) verbunden und gemeinsam mit diesem Ausgang an die Zugangsleitung (17) zum Speicher-Brauchwassererwärmer (1) angeschlossen ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkulationswassermengen-Regelventil (30, 32) und das Kaltwassermengen-Regelventil (33, 35) von je einem Temperaturfühler (31, 20) der Brauchwasser-Verteilungsleitung (9) regelbar sind.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Brauchwassererwärmer des Speicher-Brauchwassererwärmers (1) aus einem Heizmedium-Kreis (3) mit Heizmediumpumpe (4) gebildet ist, die (4) gemeinsam mit der Zirkulationspumpe (12) von einem Temperaturfühler (23) im Speicher-Brauchwassererwärmer (1) schaltbar ist.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Speicher-Brauchwassererwärmer (1) mit gleichem oder unterschiedlichem Speichervolumen in Reihe hintereinander geschaltet sind.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichervolumen des Speicher-Brauchwassererwärmers (1) auf die maximale Zulaufmenge an Kaltwasser und auf die Förderleistung der Zirkulationspumpe (12) derart abgestimmt ist, daß das Brauchwasser nur im desinfizierten Zustand aus dem Speicher-Brauchwassererwärmer (1) über die Brauchwasser-Abgangsleitung (7) zum Wärmeübertrager (8) förderbar ist.