DE4410864A1 - Bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe, insbesondere für Brauchwasser - Google Patents
Bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe, insbesondere für BrauchwasserInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine mit einer Zeitschaltuhr
gesteuerte Umwälzpumpe. Die Umwälzpumpe wälzt in einer
Leitung, welche mit einer Zirkulationsleitung verbunden ist,
oder in einer Ringleitung ein Medium um, so daß dieses an
den Entnahmestellen bei Bedarf in dem gewünschten Zustand
ansteht.
Sie bezieht sich auf das Problem, daß mit einer Zeit
schaltuhr eine Koppelung zwischen Bedarf und Betrieb der Um
wälzpumpe nicht möglich ist.
Bei der zentralen Brauchwasserbereitung in Durchfluß-Wasser
erwärmern und Speicher-Wassererwärmern wird das Brauch
wasser zu den Zapfstellen (z. B. in Bädern, Küche und
Toiletten) in einer wärmegedämmten Brauchwasserleitung
geführt. Das Brauchwasser kühlt bei längerem Stehen in den
Rohren trotz guter Isolierung ab. Dadurch wird an den Zapf
stellen zunächst kaltes Wasser austreten. Um dies zu
vermeiden baut man Zirkulationsleitungen, damit das Wasser
durch unterschiedliche Dichte oder eine Umwälzpumpe zir
kulieren kann. Die Umwälzpumpe wird bevorzugt in die Zir
kulationsleitung eingebaut.
Bekannt ist, daß zur Reduzierung der hohen Wärmeverluste in
den Brauchwasserleitungen eine Unterbrechung der Zirkula
tion, entsprechend der Heizungsanlagen-Verordnung, in be
triebsarmen Zeiten, z. B. während der Nacht, durch eine
gesteuerte Umwälzpumpe mit Zeitschaltuhr vorgenommen wird.
Ferner ist bekannt, daß zur Reduzierung der hohen Wärme
verluste auf die Zirkulationsleitung und die Umwälzpumpe
verzichtet wird, wodurch die Länge der Leitungen reduziert
wird. Dabei wird die verbleibende Brauchwasserleitung unter
der Isolierung mit einem Heizband versehen, welches die
Wärmeverluste ausgleicht (H. Appold und J. Widmann,
Technologie für Zentralheizungs- und Lüftungsbauer, Verlag
Handwerk und Technik GmbH, Hamburg 1988, S. 113).
Durch beide Vorrichtungen werden Stromkosten aufgewandt, um
Wärmeverluste auszugleichen. Bei der Umwälzpumpe mit Zeit
schaltuhr wird zusätzlich in Kauf genommen, daß außerhalb
der Betriebszeiten zunächst kaltes Wasser gezapft wird,
bevor das erwünschte Warmwasser zur Verfügung steht. Dadurch
tritt nicht nur ein Komfortverlust ein, sondern es wird auch
Wasser verschwendet. Dem Heizband haftet zusätzlich der
Nachteil an, daß es nachträglich nicht installiert werden
kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu schaffen, welche - bei einem Installationsaufwand, der
den nachträglichen Einbau in bestehende Anlagen ermöglicht -
die Energieverschwendung (elektrische und Wärmeenergie) und
Wasserverschwendung beseitigt und gleichzeitig ohne Komfort
verlust das Warmwasser immer dann an den Zapfstellen bereit
stellt, wenn gezapft wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Um
wälzpumpe mit einem oder mehreren Mitteln zur Aufnahme von
Schaltsignalen aus dem Medium ausgerüstet ist. Die Erfindung
beruht demnach auf dem Gedanken, das Medium als Signalleitung
von den Zapfstellen zu dem Mittel zur Aufnahme von
Schaltsignalen zu benutzen. Dadurch wird erreicht, daß die
Umwälzpumpe, ohne kostspielige und nachträglich nicht
installierbare Vorrichtungen durch das Betätigen der
Zapfstelle nur bei Bedarf eingeschaltet wird.
In einfacher Weise kann die Erfindung z. B. mit einem
Strömungswächter und/oder mit einem oder mehreren Temperatur
fühlern ausgeführt werde.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der
beigefügten Zeichnungen und Funktionsschemas erläutert. Ge
wählt wurde der Einsatz in zentralen Wassererwärmungsanlagen
für den Wohnbereich, weil dort ein großes Sparpotential für
Energie und Wasser liegt.
Es zeigt:
Fig. 1 Die für die Beschreibung wesentlichen Elemente und eine
Einbausituation, beim Einsatz eines Strömungswächters.
Fig. 2 Funktionsablaufschema beim Einsatz eines Strömungs
wächters.
Fig. 3 Die für die Beschreibung wesentlichen Elemente und eine
Einbausituation, beim Einsatz eines Temperaturfühlers.
Fig. 4 Funktionsablaufschema beim Einsatz eines Temperatur
fühlers.
Die Umwälzpumpe 1 ist in die Zirkulationsleitung 2 eingebaut.
In der Brauchwasserleitung 3 sind der Strömungswächter 4 und
eine Zapfstelle 5 eingebaut. Wird die Zapfstelle 5 geöffnet,
registriert der Strömungswächter 4 die Strömung als Schalt
signal. Das Signal des Strömungswächters 4 setzt über das ge
schlossene Zeitrelais 6 das Zeitrelais 7 in Gang, welches
das Schütz 8 schließt und dadurch die Umwälzpumpe 1 für eine
vorgegebene Zeit in Betrieb nimmt, die erforderlich ist, um
die Brauchwasserleitung 3 mit warmem Wasser zu füllen. Durch
das Schließen des Schütz 8 wird das Zeitrelais 6 ausgelöst,
welches sich für die Abkühlzeit des Wassers in der Brauch
wasserleitung 3 öffnet. Dadurch wird bei kurz aufeinan
derfolgenden Zapfvorgängen das Wiedereinschalten der Umwälz
pumpe 1 verhindert.
Der hier vorgesehene Einbau der Umwälzpumpe in die Zirku
lationsleitung ist nicht zwingend, sondern folgt den gegen
wärtigen Gepflogenheiten. Vorteilhafter ist es die Umwälz
pumpe in die Brauchwasserleitung einzubauen, weil dann der
Strömungswächter in die Umwälzpumpe integriert werden kann,
wodurch zusätzliche Montagearbeiten entfallen.
Der Funktionsablauf gemäß Fig. 2 ist folgender:
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 5 und das Zeitrelais 6 geschlossen. Wenn zum Zeitpunkt t1 die Zapfstelle 5 geöffnet wird, wird das Schütz 8 für die Dauer t2-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 1 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Durch das Schließen des Schützes 8 wird das Zeitrelais 6 für die Dauer t3-t1 geöffnet, wodurch das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 1 in diesem Zeitraum bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 5 unterbleibt. Nach Ablauf der Zeit t3-t1 ist die Ausgangssituation wieder hergestellt. Die Betriebsdauer t2-t1 der Umwälzpumpe hängt vom Förderstrom der Pumpe und den Ab messungen der Brauchwasserleitung ab. Bei einem angenommenem Förderstrom von 2 m³/h und einem Rohrinnendurchmesser von 2 cm beträgt die reine Füllzeit der Brauchwasserleitung 0,6 sec pro Meter Rohrlänge. Dies ist für das gewählte Beispiel als Mindestlaufzeit anzusehen. Um die Aufheizung des Rohrwerk stoffes ebenfalls abzudecken muß die Laufzeit um den Faktor 3 verlängert werden. Die Dauer t3-t1 bis zur Freigabe des Wiedereinschaltens der Pumpe hängt dann von der Qualität der Wärmedämmung der Brauchwasserleitung ab. Bei Dämmung der Brauchwasserleitung gemäß Heizungsanlagen-Verordnung beträgt die Dauer t3-t1 für das vorgegebene Beispiel 30 min.
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 5 und das Zeitrelais 6 geschlossen. Wenn zum Zeitpunkt t1 die Zapfstelle 5 geöffnet wird, wird das Schütz 8 für die Dauer t2-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 1 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Durch das Schließen des Schützes 8 wird das Zeitrelais 6 für die Dauer t3-t1 geöffnet, wodurch das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 1 in diesem Zeitraum bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 5 unterbleibt. Nach Ablauf der Zeit t3-t1 ist die Ausgangssituation wieder hergestellt. Die Betriebsdauer t2-t1 der Umwälzpumpe hängt vom Förderstrom der Pumpe und den Ab messungen der Brauchwasserleitung ab. Bei einem angenommenem Förderstrom von 2 m³/h und einem Rohrinnendurchmesser von 2 cm beträgt die reine Füllzeit der Brauchwasserleitung 0,6 sec pro Meter Rohrlänge. Dies ist für das gewählte Beispiel als Mindestlaufzeit anzusehen. Um die Aufheizung des Rohrwerk stoffes ebenfalls abzudecken muß die Laufzeit um den Faktor 3 verlängert werden. Die Dauer t3-t1 bis zur Freigabe des Wiedereinschaltens der Pumpe hängt dann von der Qualität der Wärmedämmung der Brauchwasserleitung ab. Bei Dämmung der Brauchwasserleitung gemäß Heizungsanlagen-Verordnung beträgt die Dauer t3-t1 für das vorgegebene Beispiel 30 min.
Die Umwälzpumpe 11 ist in die Zirkulationsleitung 12 einge
baut. In der Brauchwasserleitung 13 sind der Temperaturfühler
14 und die Zapfstelle 15 eingebaut. Wird die Zapfstelle 15
geöffnet, registriert der Temperaturfühler 14 durch das vom
Wassererwärmer einströmende Brauchwasser eine erhöhte Tempe
ratur T1 als Schaltsignal. Das Signal des Temperaturfühlers
14 setzt über das geschlossene Relais 16 das Zeitrelais 17 in
Gang, welches das Schütz 18 schließt und dadurch die Um
wälzpumpe 11 für eine vorgegebene Zeit in Betrieb nimmt, die
erforderlich ist, um die Brauchwasserleitung 13 mit warmem
Wasser zu füllen. Registriert der Temperaturfühler 14 eine
Temperatur T2, welche höher ist als T1, als Schaltsignal,
wird das Relais 16 geöffnet. Das Relais 16 bleibt oberhalb
einer Temperatur T3, welche um eine Schaltdifferenz ΔT
niedriger ist als T2 und unter der Temperatur T1 liegt, ge
öffnet. Dadurch wird bei kurz aufeinanderfolgenden Zapfvor
gängen das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 11 verhindert.
Der hier vorgesehene Einbau der Umwälzpumpe in die
Zirkulationsleitung ist nicht zwingend, sondern folgt den
gegenwärtigen Gepflogenheiten. Vorteilhafter ist es die Um
wälzpumpe in die Brauchwasserleitung einzubauen, weil dann
der Temperaturfühler in die Umwälzpumpe integriert werden
kann, wodurch zusätzliche Montagearbeiten entfallen.
Der Funktionsablauf gemäß Fig. 4 ist folgender:
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 15 und das Relais 16 geschlossen. Nach dem Öffnen der Zapfstelle wird das Schütz 18 zum Zeitpunkt t1, wenn die Temperatur T1 erreicht ist durch das Zeitrelais 17, für die Dauer t3-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 11 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Bei Erreichen der Temperatur T2<T1 zum Zeitpunkt t2 wird das Relais 16 geöffnet und bleibt so lange offen, bis die Temperatur des Mediums zum Zeitpunkt t4 auf T3<T1 abgesunken ist. Dadurch wird das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 11 bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 15, oberhalb der Temperatur T3, verhindert. Bei Einhaltung der durch die Heizungsanlagen- Verordnung vorgeschriebenen Brauchwassertemperatur von 60°C haben die Schalttemperaturen beispielhaft folgende Werte:
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 15 und das Relais 16 geschlossen. Nach dem Öffnen der Zapfstelle wird das Schütz 18 zum Zeitpunkt t1, wenn die Temperatur T1 erreicht ist durch das Zeitrelais 17, für die Dauer t3-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 11 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Bei Erreichen der Temperatur T2<T1 zum Zeitpunkt t2 wird das Relais 16 geöffnet und bleibt so lange offen, bis die Temperatur des Mediums zum Zeitpunkt t4 auf T3<T1 abgesunken ist. Dadurch wird das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 11 bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 15, oberhalb der Temperatur T3, verhindert. Bei Einhaltung der durch die Heizungsanlagen- Verordnung vorgeschriebenen Brauchwassertemperatur von 60°C haben die Schalttemperaturen beispielhaft folgende Werte:
T1 = 50°C, T2 = 55°C, T3 = 45°C.
Claims (5)
1. Bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe, gekennzeichnet durch ein
oder mehrere Mittel zur Aufnahme von Schaltsignalen aus
dem Medium, Nutzung des Mediums als Signalleitung und
einer oder mehrerer Zapfstellen als Schalter.
2. Bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes Mittel zur Aufnahme von
Schaltsignalen die Strömung oder das Strömungsgeräusch
oder den Druck, oder die Temperatur des Mediums erfaßt.
3. Umwälzpumpe nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch
Mittel, welche sie nach einer bestimmten Laufzeit aus
schalten.
4. Umwälzpumpe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch
Mittel, welche das Wiedereinschalten für eine bestimmte
Zeit verhindern.
5. Umwälzpumpe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel,
welche das Wiedereinschalten oberhalb einer bestimmten
Temperatur des Mediums verhindern.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4410864A DE4410864A1 (de) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe, insbesondere für Brauchwasser |
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---|---|---|---|
DE4410864A DE4410864A1 (de) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe, insbesondere für Brauchwasser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4410864A1 true DE4410864A1 (de) | 1995-10-05 |
Family
ID=6514138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4410864A Ceased DE4410864A1 (de) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Bedarfsgesteuerte Umwälzpumpe, insbesondere für Brauchwasser |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4410864A1 (de) |
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