DE4441271A1 - Warmwasserversorgungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Warmwasser-Versorgungsanlage mit einem Warmwasserspeicher, einem Kreislauf-Leitungssystem, einer bedarfsweise von einem Sensor aktivierbaren Zirkulationspumpe und mit mindestens einer Zapfstelle.

Warmwasser-Versorgungsanlagen werden installiert, um den Zapfstellen warmes Wasser möglichst schnell zuzufuhren. Dazu ist es bekannt, die Zirkulationspumpe dauernd laufen zu lassen, wodurch ein ein verhältnismäßig großer Wärmeverlust in Kauf zu nehmen ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 34 31 555 ist auch eine Warmwasser-Versorgungsanlage der eingangs genannten Art bekannt, deren Zirkulationspumpe bedarfsweise von einem Sensor aktiviert wird.

In dem Kreislauf-Leitungssystem ist im Bereich des Warmwasseraustritts aus dem Warmwasserspeicher ein die Strömung feststellender Sensor vorgesehen, beispielsweise ein Temperaturfühler, der ausgelöst durch den Zapfvorgang vom nachströmenden Wasser aus dem Warmwasserspeicher erwärmt wird und dann die Zirkulationspumpe über einen Zeitschalter aktiviert. Der Zeitschalter, der von dem Sensor angelassen wird, schaltet nach Ablauf seiner vorgegebenen, eigenen Zeit die Zirkultionspumpe wieder aus.

Bei dieser bekannten Warmwasser-Versorgungsanlage läßt sich die Wartezeit auf warmes Wasser und die dabei vergeudete Menge kalten Wassers begrenzen, wenn der Zapfvorgang an der Zapfstelle mit nur kleiner Auslaufgeschwindigkeit eingeleitet wird, wobei zum Zapfbeginn lediglich das im Leitungssystem befindliche, mehr oder weniger abgekühlte Wasser so lange geliefert wird, bis das von der Zirkulationspumpe geförderte Warmwasser einerseits bis zur Zapfstelle vorgelaufen ist und andererseits diesen zurückgelegten Rohrabschnitt auf die Vorlauftemperatur aufgewärmt hat.

Ein weiterer Nachteil bei der bekannten Warmwasser-Versorgungsanlage besteht in der starren Einschaltzeit des Zeitschalters, die wenigstens so lang zu bemessen ist, daß auch an der letzten Zapfstelle mit dem längsten Vorlaufweg voraussichtlich Warmwasser auf- bzw. austritt, weil der Zeitschalter nur seine Einstellzeit, nicht aber die jeweilige örtliche Zapfstelle, die Umgebungstemperatur und die seit dem letzten Zapfvorgang vergangene Zeit berücksichtigen kann, so daß also keine bedarfsgerechte Ausschaltung der Zirkulationspumpe erfolgen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Warmwasser-Versorgungsanlage zu schaffen, bei der einerseits die Zapfstellen kein kaltes Wasser abgeben und bei der andererseits die Zirkulationspumpe nur bei Bedarf tätig ist, und abgeschaltet wird, sobald die Zapfstelle Wasser abgibt.

Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, nämlich durch wenigstens ein im Kreislauf-Leitungssystem angeordnetes Wechselventil, das sich unterhalb einer vorgegebenen Wassertemperatur in einer ersten Stellung befindet, in der der Durchlauf zur Zapfstelle gesperrt und der Kreislauf möglich ist, und das bei Erreichen oder übersteigen der vorgegebenen Wassertemperatur in eine zweite Stellung überwechselt, in der der Durchlauf zur Zapfstelle freigegeben und der Kreislauf gesperrt ist.

Damit verbunden ist der Vorteil, daß das Warmwasser in dem Kreislauf-Leitungssystem nur bis zur Zapfstelle fließt, wodurch der Wärmebedarf zur Aufheizung des Wassers für das übrige Rohrsystem, das heißt, die Leitung von der Zapfstelle bis zum Rücklaufeintritt in den Warmwasserspeicher, in energiesparender Weise vermieden wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend anhand dieser beschrieben.

Das in der Figur dargestellte Ausführungsbeispiel einer Warmwasser-Versorgungsanlage ist beispielsweise als haustechnische Anlage eingerichtet. Ein Warmwasserspeicher 1 hat einen nicht dargestellten Zufluß aus dem Wassernetz, und dessen gespeichertes Wasser wird auf nicht dargestellt Weise erwärmt.

An den Warmwasserspeicher ist ein Kreislauf-Leitungssystem angeschlossen, mit einem Vorlaufrohr 2 und einem Rücklaufrohr 3. Das Vorlaufrohr 2 führt zu einer Zirkulationspumpe 4, die das Warmwasser in das Vorlaufrohr 2′ pumpt. An das Vorlaufrohr 2′ angeschlossen sind über Vorlaufleitungen 5 bis 10 verschiedene Zapfstellen Z5 bis Z10, deren Rückleitungen 5′ bis 10′ in das Rücklaufrohr 3 führen. Die Zapfstelleneinrichtung Z10 am Ende des Vorlaufrohrs 10, die wie die übrigen Zapfstelleneinrichtungen Z5 bis Z9 aufgebaut ist, ist in der Figur detailliert dargestellt und wird nachstehend beschrieben.

Die Vorlaufleitung 10 zur Zapfstelleneinrichtung Z10 mündet in einem Wechselventil 11, an das auch die Zapfstellen - Rücklaufleitung 10′, ein Zulaufrohr 12 zu einer Zapfarmatur 13 und einer Bypassrohrstrecke 14, 14′ angeschlossen sind. Das Wechselventil 11 kann zwei Stellungen einnehmen; in der dargestellten Stellung kann das von der Zulaufleitung 10 kommende Wasser zur Ablaufleitung 10′ fließen. Der Durchfließweg wird bestimmt von einem zylindrischen Drehteil 15 mit zwei Durchlässen 16, die den Fließweg vorgeben. Das zylindrische Drehteil 15 kann von einem Thermostaten 17, der sich in fester thermischer Kopplung mit dem Zulaufwasser in der Zulaufleitung 10 nahe an oder im Wechselventil 11 befindet, bei Erreichen einer eingestellten Temperatur nach links gedreht werden, wie durch den Pfeil 18 angedeutet, so daß dann von der Vorlaufleitung 10 zum Zulaufrohr 12 ein Fließweg für die Zapfarmatur 13 besteht. Die Bypasstrecke 14 kommuniziert mit dem Leitungssystem und ist mit einem Druckwellenerzeuger 19 verbunden, dessen dem Bypassrohr 14 gegenüberliegender Anschluß die Bypasstrecke 14′ zum Zulaufrohr 12 für die Zapfarmatur 13 schließt.

Wenn mehrere Zapfhähne/Zapfarmaturen 13 in enger Nachbarschaft installiert werden sollen, dann können diese an ein gemeinsames Zulaufrohr 12 angeschlossen werden.

Im folgenden wird davon ausgegangen, daß das Wasser in dem Kreislauf-Leitungssystem etwa auf Raumtemperatur abgekühlt ist und daß Warmwasser gezapft werden soll. Hierzu wird der Warmwasserhahn 13′ der Zapfarmatur 13 geöffnet, so daß der durch das nicht dargestellte Wasserleitungsnetz vermittelte Druck durch das Bypassrohr 14 auf einen in dem Druckwellenerzeuger 20 befindlichen Kolben 25 wirksam wird, dessen gegenüberliegender Austritt zum Bypassrohr 14′ überdrucklos ist. Als Folge dieses Druckgradienten wird der Kolben 25 gegen die Kraft einer Rückstellfeder 20 zum Rohr 14′ hin gedrückt, so daß ein am Zylinder angebrachter Stopfen 21 den Durchfluß zur Bypassleitung 14′ verhindert. Das schlagartige Verschließen mit dem Stopfen 21 entsteht in dem Kreislauf-Leitungssystem eine Druckwelle, die sich durch die zapfstellenindividuelle Rücklaufleitung 10′ zur Rücklaufleitung 3 ausbreitet.

Kurz vor Einmünden der Rücklaufleitung 3 des Kreislauf-Leitungssystems in den Warmwasserspeicher 1 ist ein Sensor 22 angeordnet, der durch die Wasserbewegung aufgrund der Druckwelle aus seiner Ruhelage gebracht wird und dabei einen Stromkreis eines Schaltmoduls 23 unterbricht, woraufhin das Schaltmodul einen Motor 24 der Zirkulationspumpe 4 mit Strom versorgt, so daß eine Warmwasserzirkulation beginnt, die nach einer gewissen Zeitverzögerung das zylindrische Drehteil 15 über seiner Thermostaten 17 veranlaßt, sich nach links in Richtung des Pfeils 18 zu drehen, so daß der Rücklauf in die Leitung 10′ gesperrt und der Durchlauf zum Zulaufrohr 12 für die Zapfarmatur 13 geöffnet wird.

Die Förderleistung der Zirkulationspumpe 4 ist vorzugsweise hoch gewählt, so daß der Zeitverzug zwischen Öffnen des Warmwasserhahns 13′ der Zapfarmatur 13 und dem Eintreffen des warmen Wassers nur kurze Zeit vergeht.

Da im Rücklaufrohr 3 keine Wasserbewegung mehr stattfindet, schließt der Stromkreis im Sensor 22, und das Schaltmodul 23 liefert keinen Strom mehr an den Motor 24, so daß das nicht dargestellte Wassernetz den nachfolgenden Wasserdurchfluß zur Zapfarmatur 13 übernimmt.

Der Druckwellenerzeuger 19 hat die Form eines Zylinders, in dem ein Kolben 25 axial gegen die Rückstellkraft einer Feder verschoben werden kann. Der Kolben 25 ist mit engen Kanülen 26 versehen, die es dem Kolben 25 gestatten, sich von dem Federdruck in seine Ausgangsstellung zurück zu bewegen.

Nach dem Schließen des Warmwasserhahns 13′ der Zapfarmatur 13 bleibt das Wechselventil 11 zunächst so lange in Durchgangsstellung, bis die Temperatur durch Abkühlungsprozesse unter einen voreingestellten Wert sinkt, bei dem der Thermostat 17 das zylindrische Drehteil 15 in die Ausgangsstellung zurückdreht (gegen die Richtung des Pfeils 18) und wieder die in der Figur dargestellte Stellung einnimmt.

Weiter voneinander entfernte Zapfstellen, auf die mit den Bezugszeichen Z5 bis Z9 hingewiesen wird, sind in identischer Weise aufgebaut wie die beschriebene Zapfstelleneinrichtung Z10.

Aus der beschriebenen erfindungsgemäßen Warmwasser-Versorgungsanlage kann in der Stillstandzeiten keine Wärmeenergie aus dem Leitungssystem abfließen, und es wird nur soviel Wasser von der Zirkulationspumpe 4 gefördert, bis das Warmwasser die Zapfstelle zu Z5 bis Z10 erreicht hat. Da die Zapfstelleneinrichtung Z5 bis Z10 kein kaltes Wasser abgibt, wird die beim Stand der Technik und auch ansonsten übliche Wasservergeudung bis zum Zufluß warmen Wassers vermieden. Der Zapfstelle zu Z5 bis Z10 wird nur soviel an Wasser - und zwar an warmem Wasser - entnommen, wie tatsächlich benötigt wird.

Bezugszeichenliste

1 Warmwasserspeicher
2 Vorlaufrohr
2′ Vorlaufrohr
3 Rücklaufrohr
4 Zirkulationspumpe
5 bis 10 Vorlaufleitungen
5′ bis 10′ Rückleitungen
Z5 bis Z10 Zapfstelleneinrichtungen
10′ Rücklaufleitung
11 Wechselventil
12 Zulaufrohr
13 Zapfarmatur
14 Bypassrohr
14′ Bypassstecke
15 zylindrisches Drehteil
16 Durchlässen
17 Thermostat
18 Pfeil
19 Druckwellenerzeuger
20 Rückstellfeder
21 Stopfen
22 Sensor
23 Schaltmodul
24 Motor
25 Kolben
26 Kanüle

Claims (7)

1. Warmwasser-Versorgungsanlage mit einem Warmwasserspeicher, einem Kreislauf-Leitungssystem, einer bedarfsweise von einem Sensor aktivierbaren Zirkulationspumpe und mit mindestens einer Zapfstelle, gekennzeichnet durch wenigstens ein im Kreislauf-Leitungssystem angeordnetes Wechselventil (11), das sich unterhalb einer vorgegebenen Wassertemperatur in einer ersten Stellung befindet, in der der Durchlauf zur Zapfstelle (Z5 bis Z10) gesperrt und der Kreislauf ermöglicht ist, und das bei Erreichen oder übersteigen der vorgegebenen Wassertemperatur in eine zweite Stellung überwechselt, in der der Durchlauf zur Zapfstelle (Z5 bis Z10) freigegeben und der Kreislauf gesperrt ist.

2. Warmwasser-Versorgungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Leitungssystem und Zapfstelle (Z5 bis Z10) ein Druckwellenerzeuger (19) montiert ist, der beim Öffnen der Zapfstelle (Z5 bis Z10) aufgrund eines aufkommenden Druckgradienten eine Druckwelle im Leitungssystem erzeugt, auf die der die Zirkulationspumpe (4) aktivierende Sensor (22) anspricht, der im Rücklaufrohr (3) zum Warmwasserspeicher (1) installiert ist und der wasserbewegungsempfindlich ist.

3. Warmwasser-Versorgungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwellenerzeuger (19) eine aufgrund des Druckgradienten gegen eine Rückstellkraft verschiebbaren Kolben (25) enthält, der in seiner verschobenen Stellung den Wasserdurchlauf zur Zapfstelle (Z5 bis Z10) schlagartig sperrt.

4. Warmwasser-Versorgungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Kolben (25) wenigstens eine dessen Vorder- und Hinterseite verbindende Kanüle (26) verläuft, deren zapfstellenseitiger Austritt in der verschobenen Stellung den Durchfluß sperrt.

5. Warmwasser-Versorgungsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Drehteil (15) von einem sich in fester thermischer Kopplung mit dem Zulaufwasser nahe an oder in dem Wechselventil (11) befindlichen Thermostaten (17) gesteuert wird.

6. Warmwasser-Versorgungsanlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat (17) vom Bimetalltyp ist.

7. Warmwasser-Versorgungsanlage nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen mit dem zylindrischen Drehteil (15) eine Einheit bildenden Thermostaten (17).