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Die
Erfindung betrifft Pumpen und genauer Pumpen mit Doppelkörper, welche
in sanitären
Heißwasserkreisläufen verwendet
werden.
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Die
Anmelderin vermarktet in der Serie CXL Pumpen mit Doppelkörper, siehe
die FR-A-2 105 733 und die DE-A-1528649. Derartige Pumpen sind empfohlen
für die
Zirkulation von heißem
oder gekühltem Wasser
in Heiz- oder Klimatisierungskreisläufen; sie ermöglichen
eine gesteigerte Sicherheit, wobei eine der zwei Pumpen im Fall
einer Störung
der anderen Pumpe als Ersatzpumpe dient. Die 1 ist eine schematische
Schnittdarstellung einer solchen Pumpe; sie zeigt einen Doppelpumpenkörper 2 mit
einem einzigen Eingang 4 und einem einzigen Ausgang 6. Der
Pumpenkörper
weist zwei Körper 8 und 10 auf, welche
jeweils eine Ansaugöffnung
aufweisen, die auf Höhe
des Eingangs der Pumpe mündet.
In jedem Körper
ist ein Rotor 12 oder 14 vorgesehen, welcher jeweils
durch einen in der Figur nicht dargestellten Motor in Rotation angetrieben
ist. Jeder Rotor fördert das
durch die Ansaugöffnung
angesaugte Fluid durch eine Förderöffnung in
Richtung des Ausgangs der Pumpe. Eine Klappe 16 auf Höhe der Förderöffnungen
der zwei Körper
verschließt
eine der zwei Förderöffnungen.
Die Funktionsweise einer solchen Pumpe ist wie folgt. Zu jedem Zeitpunkt
ist nur einer der zwei Motoren in Betrieb, so dass nur ein einziger der
zwei Rotoren in Rotation angetrieben ist. Unter der Wirkung des
durch den in Rotation befindlichen Rotor geförderten Fluids verschließt die Klappe 16 die
Förderöffnung des
anderen Körpers.
Die Klappe 16 stellt sicher, dass das durch eine Pumpe
geförderte
Fluid effektiv in Richtung der Ausgangsöffnung des Doppelkörpers gefördert wird
und nicht durch die andere Pumpe zirkuliert.
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Die 2 zeigt
eine sanitäre
Anlage zur Verteilung von heißem
Wasser, in welcher eine solche Pumpe mit Doppelkörper verwendet werden kann. Eine
Heißwasserquelle 18 liefert
das heiße
Wasser in Richtung eines Verteilungskreislaufs 20. Der
Verteilungskreislauf versorgt mehrere Entnahmepunkte 22 – bei dem
Beispiel der Figur drei. Eines der Probleme, auf welche bei einer
solchen Anlage getroffen wird, ist die Abkühlung des heißen Wassers
in dem Verteilungskreislauf bei fehlender Entnahme aufgrund von
Wärmeverlusten.
In diesem Fall vergrößert sich
bei der Entnahme die Wartezeit, um das heiße Wasser zu erhalten, abhängig von
dem Abstand zwischen dem Entnahmepunkt und der Heißwasserquelle.
Eine Lösung
für dieses
Problem besteht darin, einen Schleifenkreislauf zwischen den Entnahmepunkten
und der Heißwasserquelle
vorzusehen. Bei dem Beispiel der Figur umfasst dieser Schleifenkreislauf
einen Schleifenkanal 24 und eine Doppelpumpe 26.
Die Pumpe fördert
in der Nähe
des Eingangs der Heißwasserquelle 20.
Ein solcher Schleifenkreislauf ermöglicht es, sogar ohne jegliche
Entnahme eine Zirkulation des heißen Wassers in der Anlage beizubehalten,
und verringert die Wartezeit bei der Entnahme von Wasser. Klassisch
umfasst, wie bei dem Beispiel der Figur, die Doppelpumpe 26 eine
Hauptpumpe 28, welche die Zirkulation des Wassers im Normalbetriebszustand
sicherstellt, und eine Ersatzpumpe 30, die nur in dem Fall
einer Störung
der Hauptpumpe arbeitet. Die Anlage weist aus diesem Grund Totbereiche 32 und 34 auf,
welche im Normalbetrieb der Pumpe nicht von einer Strömung durchlaufen
werden. Bei dem Beispiel wird der Bereich 32 von einer
Strömung
durchlaufen, wenn die Heißwasserquelle
von dem Netz versorgt wird, jedoch wird der Bereich 32 bei
fehlender Entnahme nicht von einer Strömung durchlaufen.
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Es
wird außerdem
insbesondere bei Heißwasseranlagen
empfohlen, das Volumen von Totbereichen und Stagnationspunkten soweit
wie möglich zu
begrenzen. Der technische Leitfaden Nr. 1 betreffend den Schutz
von Verteilungsnetzen für
zum menschlichen Verbrauch bestimmtes Wasser (DT 27), herausgegeben
von der Gesundheitsgeneraldirektion des für die Gesundheit verantwortlichen
Ministeriums, schlägt
vor, Totbereiche, plötzliche
Richtungsänderungen
und Umkehrungen der Zirkulationsrichtung des Wassers in dem Fall
einer Schleife zu vermeiden. Health and Security Executive, The Control
of Legionellosis including legionnaire's disease schlägt zur Vermeidung der Ausbreitung
von Legionellen in sanitären
Anlagen zur Verteilung von heißem
Wasser vor, Totbereiche zu begrenzen. Die die Legionellose hervorrufenden
Bakterien entwickeln sich nämlich
insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 35°C, welche
aufgrund des Rückgangs
der Temperatur in den Totbereichen erreicht wird.
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Die
Verwendung von Pumpen mit Doppelkörper ermöglicht es, Totbereiche zu vermeiden,
insoweit als eine einzige Rohrleitung notwendig ist, um die Pumpe
anzuschließen.
Jedoch kann ein Bereich von stagnierendem Wasser in dem Bereich
des Pumpenkörpers,
wo der Rotor sich nicht dreht, verbleiben. Dieses Problem einer
Stagnation von Wasser in einem der Körper einer Pumpe mit Doppelkörper ist
in dem Stand der Technik für
Pumpen mit Doppelkörper nicht
beschrieben. Die Erfindung bezweckt, dieses neue Problem zu lösen. Sie
schlägt
eine Lösung
vor, welche einfach einzusetzen ist, welche die Leistung der Pumpe
erhält
und welche keinen Eingriff erfordert.
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Genauer
schlägt
die Erfindung eine Pumpe mit Doppelkörper vor, welche einen Eingang
und einen Ausgang, einen ersten Pumpenkörper mit einer ersten Ansaugöffnung,
welche in den Eingang mündet,
und einer ersten Förderöffnung,
welche in den Ausgang mündet,
einen zweiten Pumpenkörper
mit einer zweiten Ansaugöffnung,
welche in den Eingang mündet,
und einer zweiten Förderöffnung,
welche in den Ausgang mündet,
und eine Klappe, welche wechselweise die erste oder die zweite Förderöffnung verschließt, aufweist
und gekennzeichnet ist durch eine Öffnung in der Nähe der Klappe
zwischen dem ersten und zweiten Pumpenkörper.
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Bei
einer Ausführungsform
ist die Öffnung
in der Klappe eingerichtet. Bei einer weiteren Ausführungsform
ist sie in dem Pumpenkörper
oder in dem Sitz der Klappe eingerichtet.
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Vorteilhafterweise
ist die Fördermenge
in dem Pumpenkörper,
dessen Förderöffnung durch
die Klappe verschlossen ist, im Nennbetrieb der Pumpe zwischen 150
und 250 l/h enthalten. Ein Durchfluss von etwa 200 l/h ist bevorzugt.
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Bei
einer Ausführungsform
wird das Fluid in dem Pumpenkörper,
dessen Förderöffnung durch
die Klappe verschlossen ist, im Nennbetrieb der Pumpe in einer Zeitdauer
erneuert, welche geringer als 30 s ist.
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Die
Erfindung schlägt
auch eine sanitäre
Anlage zur Verteilung von heißem
Wasser vor, welche eine solche Pumpe aufweist. Bei einer Ausführungsform
ist der Temperaturabfall zwischen dem Pumpenkörper, dessen Förderöffnung nicht
durch die Klappe verschlossen ist, und dem Pumpenkörper, dessen
Förderöffnung durch
die Klappe verschlossen ist, im Nennbetrieb der Pumpe geringer als
5°C.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung treten hervor beim Lesen
der folgenden beispielhaft gegebenen Beschrei bung von Ausführungsformen
der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnungen, welche zeigen:
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1 eine
schematische Schnittdarstellung einer bekannten Pumpe mit Doppelkörper;
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2 eine
schematische Darstellung einer sanitären Anlage zur Verteilung von
heißem
Wasser mit Zirkulation;
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3 eine
schematische Schnittdarstellung einer Pumpe mit Doppelkörper gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 eine
schematische Schnittdarstellung einer Pumpe mit Doppelkörper gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
Erfindung schlägt
vor, bei einer Pumpe mit Doppelkörper
eine Zirkulation von Wasser durch den Körper der Pumpe, welcher nicht
in Betrieb ist, vorzusehen. Diese Zirkulation von Wasser vermeidet die
Stagnation von Wasser, begrenzt den Rückgang der Temperatur und vermeidet
das Problem von Totbereichen.
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3 ist
eine schematische Schnittdarstellung einer Pumpe mit Doppelkörper gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung. Die Pumpe ist ähnlich
zu derjenigen der 1; sie weist jedoch eine Öffnung auf,
welche eine Zirkulation von Wasser durch den Pumpenkörper, welcher
nicht im Betrieb ist, sicherstellt. Die Öffnung befindet sich in dem
Bereich der Klappe oder ist in der Nähe der Klappe; anders gesagt
befindet sich diese Öffnung
bezüglich
jeder der Pumpen auf der Förderseite
der Pumpe. Die Öffnung
verbindet die Pumpenkörper 8 und 10;
ihre Größe ist so
dimensioniert, dass durch den Pumpenkörper, welcher nicht in Betrieb
ist, eine zur Vermeidung der Stagnation von Wasser geeignete Fluidzirkulation
ermöglicht
wird.
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Bei
der Ausführungsform
der 3 ist die Öffnung 36 in
der Klappe 16 eingerichtet. Die Fluidzirkulation in der
Pumpe mit Doppelkörper
ist in der Figur durch Pfeile symbolisiert. Der Doppelpfeil auf Höhe des Eingangs 4 der
Pumpe symbolisiert den Fluss von angesaugtem Fluid, und der Doppelpfeil auf
Höhe des
Ausgangs 6 der Pumpe symbolisiert den Fluss von durch die
Pumpe gefördertem
Fluid. Die in der Figur linke Pumpe ist im Betrieb. Unter der Wirkung
des Drucks des durch den Rotor 12 geförderten Fluids wird die Klappe 16 verdrängt und
verschließt
die Förderöffnung des
Pumpenkörpers 10. Die
in der Klappe 16 eingerichtete Öffnung ermöglicht einen Durchgang von
Fluid durch den Pumpenkörper 10 in
der entgegengesetzten Richtung der Zirkulation des Fluids im Betriebsfall.
Das Fluid zirkuliert wie in der Figur durch einfache Pfeile symbolisiert durch
die Öffnung 36,
den Pumpenkörper 10 und
die Ansaugöffnung
des Pumpenkörpers 10.
Diese Zirkulation in entgegengesetzter Richtung, oder Fluidkurzschluss,
ermöglicht
es, jegliche Stagnation des Fluids in dem Pumpenkörper, welcher
nicht verwendet wird, zu vermeiden.
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Im
Fall einer Störung,
bei Ingangsetzung des Rotors 14, wird die Klappe 16 durch
das von der Ersatzpumpe geförderte
Fluid verdrängt
und auf die Förderöffnung des
Pumpenkörpers 8 aufgebracht. Auf
dieselbe Weise ermöglicht
es die Öffnung 36 somit,
in dem Pumpenkörper 8 eine
Zirkulation in der umgekehrten Richtung der gewöhnlichen Strömung in
dem Pumpenkörper
im Betriebsfall der Pumpe sicherzustellen.
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Die
Größe der Öffnung hängt ab von
dem gewünschten
Strömungsdurchfluss
durch die Pumpe, welche nicht verwendet wird. Typischerweise kann eine Öffnung verwendet
werden, welche sicherstellt, dass der Durchfluss in der nicht aktiven
Pumpe zwischen 150 und 250 l/h enthalten ist, vorzugsweise in der
Nähe von
200 l/h. Die Größe der Öffnung kann einfach
in Abhängigkeit
von diesem Durchfluss und dem Druck am Ausgang der Pumpe im Nennbetrieb bestimmt
werden.
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Die
Strömung
ist somit ausreichend, um die Stagnation von Fluid zu vermeiden
und die Erneuerung des Fluids zu garantieren. In dem Fall, wenn
die erfindungsgemäße Pumpe
für eine
Zirkulation von heißem
Wasser verwendet wird, ermöglicht
eine solche Größe der Öffnung,
dass die Temperatur des Wassers in der Ersatzpumpe in der Nähe der Temperatur
des Wassers in der im Betrieb befindlichen Pumpe ist. Bei einer
Pumpe, welche den allgemeinen Aufbau von 3 aufweist,
ist für
einen Durchfluss von 200 l/h in der Ersatzpumpe die Temperatur in dem
Körper
der Ersatzpumpe im Bereich von 59,5°C, wenn die Temperatur des Wassers
60°C ist.
Der Temperaturabfall ist somit weitaus geringer als 5°C. Außerdem ist
eine solche Öffnungsgröße oder
ein solcher Durchfluss ausreichend, um die Erneuerung in dem Körper der
Ersatzpumpe sicherzustellen. Wenn der Körper der Ersatzpumpe mit gefärbtem Wasser
gefüllt
ist, verschwindet der Farbstoff aus dem geförderten Wasser nach einer Zeitdauer
im Bereich von einigen Sekunden. Die Erfindung vermeidet somit jegliche
Stagnation in dem Körper
der Pumpe, welche nicht verwendet wird. Eine Grenze von 30 s für die Erneuerung
des Fluids in der Ersatzpumpe ist vorteilhaft.
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Die
untere Grenze für
den Durchfluss oder die Größe der Öffnung kann
auch derart ausgewählt werden,
dass jegliche Ver stopfung der Öffnung
durch Verunreinigungen oder Auswirkungen von Schmutz, insbesondere
in Anlagen zur Verteilung von heißem Wasser, vermieden wird;
der Wert von 150 l/h entspricht einer Größe von etwa 3 mm2 und
vermeidet im normalen Betrieb Verstopfungen der Öffnung. Die obere Grenze für die Größe der Öffnung vermeidet außerdem,
dass der Einsatz der Erfindung den Wirkungsgrad und die Leistung
der Pumpe im Betrieb nicht beeinträchtigt. Bei dem Beispiel einer
Pumpe, welche den Aufbau von 3 aufweist,
ist der durch die erfindungsgemäße Öffnung hervorgerufene Rückgang des
Wirkungsgrads der Pumpe geringer als 5%.
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4 zeigt
eine zu derjenigen von 3 ähnliche Ansicht bei einer zweiten
Ausführungsform. Im
Gegensatz zum Fall von 3 ist bei dieser Ausführungsform
die Öffnung 38 nicht
in der Klappe 16 eingerichtet, sondern in dem Sitz der
Klappe oder in der Nähe
derselben. Die Funktionsweise der Pumpe ist exakt die gleiche wie
die Funktionsweise der mit Bezug auf 3 beschriebenen
Pumpe, und die Größe der Öffnung 38 kann
identisch zu derjenigen der Öffnung 36 von 3 sein.
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Die
Ausführungsform
von 3 hat im Vergleich zu der Ausführungsform von 4 den
Vorteil, keine Modifikation des Pumpenkörpers zu erfordern. Sie ermöglicht es,
denselben Doppelpumpenkörper für Pumpen
zu verwenden, welche die Erfindung einsetzen, und für Pumpen,
welche sie nicht einsetzen. Hingegen ermöglicht die Ausführungsform
von 4 es, dieselben Typen von Klappen für die Pumpen
zu verwenden, welche die Erfindung einsetzen, und für Pumpen,
welche sie nicht einsetzen.
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Die
Pumpe von 3 oder von 4 wird vorteilhafterweise
in einer Anlage vom Typ wie derjenige von 2 einge setzt.
Bei einer solchen Anlage ermöglicht
sie es, Totbereiche auf Höhe
der Pumpe des Schleifenkreislaufs zu vermeiden.
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Es
versteht sich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen
und dargestellten Beispiele und Ausführungsformen beschränkt ist, sondern
dass sie für
zahlreiche dem Fachmann zugängliche
Varianten geeignet ist. Es könnte
somit ein Pumpenaufbau verwendet werden, welcher sich von demjenigen
der 1, 3 oder 4 unterscheidet.
Die Erfindung ist in ihrer bevorzugten Anwendung bei der Zirkulation
von sanitärem
heißen
Wasser beschrieben; bei dieser Anwendung ermöglicht sie es insbesondere,
die Gefahren einer Ausbreitung von Bakterien, beispielsweise von
Legionellose, zu begrenzen. Es ist klar, dass die Erfindung allgemeiner
bei all den Fällen
anwendbar ist, wo eine Fluidzirkulation wünschenswert ist, und beispielsweise
angewendet werden kann, wenn die Pumpe für die Zirkulation von Nahrungsprodukten
verwendet wird.
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Die
Erfindung kann auch mit Öffnungsgrößen verwendet
werden, welche sich von denjenigen unterscheiden, die weiter oben
genannt sind, abhängig
von dem begehrten Durchfluss in der Ersatzpumpe oder von dem Wirkungsgrad
der Pumpe.