EP3495745A1 - Selbstregulierender differenzdruckregler für ein trinkwassersystem und trinkwassersystem mit einem solchen selbstregulierenden differenzdruckregler - Google Patents

Selbstregulierender differenzdruckregler für ein trinkwassersystem und trinkwassersystem mit einem solchen selbstregulierenden differenzdruckregler Download PDF

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EP3495745A1
EP3495745A1 EP18209184.3A EP18209184A EP3495745A1 EP 3495745 A1 EP3495745 A1 EP 3495745A1 EP 18209184 A EP18209184 A EP 18209184A EP 3495745 A1 EP3495745 A1 EP 3495745A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
differential pressure
self
pressure regulator
regulating
drinking water
Prior art date
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Granted
Application number
EP18209184.3A
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English (en)
French (fr)
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EP3495745B8 (de
EP3495745B1 (de
Inventor
Robin Diekman
Thomas Spöler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebr Kemper GmbH and Co KG
Original Assignee
Gebr Kemper GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3495745B8 publication Critical patent/EP3495745B8/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1051—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for domestic hot water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0264—Hydraulic balancing valves

Definitions

  • the present invention relates to a self-regulating differential pressure regulator for a drinking water system and a drinking water system with such a self-regulating differential pressure regulator.
  • Drinking water systems are known in the art and can be used in single-family homes or even large buildings with several apartments, in administrative buildings, industrial buildings, hospitals, etc. be installed. It has been shown that a stagnation of the water in the system is detrimental to drinking water quality. Therefore, the known drinking water systems often have a circulation pump and at least one circulation line in which the drinking water circulates. The hydraulic balancing of such drinking water systems is often difficult. Large circulation networks require high volume flows and a high differential pressure of the pump to overcome the pipe resistances. The most common problem in these networks is that control valves in near-pump lines can not break down the differential pressure without a significant increase in volume flow. The valve can be only up to a minimum value V K closed.
  • An object of the present invention is therefore to improve the hydraulic balancing in a drinking water system.
  • the drinking water system usually has a connection to a water supply, in particular to the public water supply network, and at least one water pipe to supply at least one consumer.
  • the drinking water system also has a water heater and / or a heat exchanger that heats cold water from the water supply, at least one hot water pipe, which leads the heated water to at least one consumer and at least one cold water pipe, the cold water from the water supply leads to at least one consumer.
  • Most of the hot water pipe is assigned a circulation line that returns unused hot water to the heater or the heat exchanger.
  • the cold water line may be associated with a circulation line.
  • Cold and hot water pipes are usually laid in parallel and supply consumers such as sinks, showers or bathtubs with hot and cold drinking water.
  • Differential pressure regulators are so far only in connection with heating systems, for example from the DE 10 2011 107 273 A1 or the DE 38 29 783 A1 known.
  • each part of the fluid flow is diverted in front of and behind the valve seat of the differential pressure regulator to a movable element.
  • the diverted fluid streams act on the movable element from different sides, so that the deflection of the movable element indicates or corresponds to the differential pressure.
  • Such differential pressure regulator are unsuitable for use in a drinking water system, since the redirecting routes mean dead spaces, which favor a nucleation and are not tolerable in drinking water systems for hygienic reasons.
  • the present invention provides a self-regulating differential pressure regulator for a drinking water system according to claim 7.
  • the self-regulating differential pressure regulator is self-regulating, i. reacts independently to changing pressures in the drinking water system, which are caused for example by a different load load, and regulates so that the differential pressure and thus the flow rate remains substantially constant.
  • the self-regulating differential pressure regulator is provided in a circulation line. Since usually only small volume flows are conveyed in circulation lines, a large control range of the self-regulating differential pressure regulator can be achieved.
  • differential pressure the difference of the pressure before and after or after the self-regulating differential pressure regulator is usually referred to.
  • the drinking water system comprises at least two supply units, wherein at least one of the supply units is associated with the self-regulating differential pressure regulator.
  • a supply unit according to the present invention comprises at least one consumer and starts from a common main line.
  • the main line is usually with the water supply and / or a water heater or a heat exchanger connected.
  • the nominal diameter of the main line is usually between DN10 - DN200, preferably between DN15 - DN100, and more preferably between DN20 - DN100.
  • the supply unit may extend over several floors of a building, so it is not limited to a single apartment or a single room with at least one wet room with at least one consumer.
  • Each supply unit may be associated with a differential pressure regulator.
  • the supply units each have a supply line and a supply line associated with the circulation line.
  • the nominal diameter of the circulation pipe is usually between DN10 - DN50, preferably between DN10 - DN32.
  • the supply line can conduct warm, cold or mixed tempered water.
  • the self-regulating differential pressure regulator is preferably arranged at the end of the circulation line and regulates the return from the circulation line in a circulation manifold.
  • the nominal size of the circulation manifold is usually between DN 10-DN200, preferably between DN12 - DN65.
  • the supply line is usually connected to the main line and communicates directly and / or via a supply line or supply lines with at least one consumer.
  • the nominal diameter of such supply lines is usually between DN10 - DN50, preferably between DN 10 - DN 32.
  • the circulation line communicates with the supply line on the one hand and on the other hand is connected to a circulation manifold.
  • the circulation conduit from the consumer (s) directs unused water (cold or hot) into the circulation manifold in which the water collects from the circulation conduits.
  • the circulation manifold usually communicates with a circulation pump to which the collected water is returned and which pumps the returned water back into the main line.
  • the recirculated water can pass through a water heater or a heat exchanger before entering or after leaving the pump.
  • the self-regulating differential pressure regulator By arranging the self-regulating differential pressure regulator at the end of the circulation line, the latter can best detect the pressure changes or pressure fluctuations within a supply unit, and thus respond optimally to them.
  • the adjustment of the differential pressure between supply units and the hydraulic balancing of the drinking water system as a whole can be improved.
  • the need for pre-throttling by one of the main line or supply line assigned deleted and the self-regulating differential pressure regulator fluidly upstream additional valve.
  • a circulation line has a diameter reduced by at least one nominal diameter compared with the supply line.
  • the supply units are arranged side by side in the horizontal direction. At least one of the supply units penetrates several floors, each with at least one consumer in a building.
  • the self-regulating differential pressure regulator is provided at one end of a multi-storey circulation line. Usually, the self-regulating differential pressure regulator is provided at the lower end of the circulation line in the gravitational direction. In particular, the self-regulating differential pressure regulator is arranged in the circulation line. Also conceivable is an arrangement according to which the water heater is provided in a different than the lowest floor. In this case, the differential pressure regulator can also be arranged at the upper end of the circulation line in the direction of gravity and / or at the level of the water cooler.
  • the drinking water system according to this preferred embodiment is particularly suitable for larger objects with preferably substantially symmetrical floors.
  • the supply line runs in accordance with this preferred development in the vertical direction.
  • the supply line preferably supplies a plurality of residential units arranged one above the other.
  • the circulation line according to this preferred embodiment preferably has a diameter which is in a range between DN 12 to DN 32.
  • the circulation line here has substantially the same vertical extent as the supply line.
  • the supply units are arranged one above the other in a building in the vertical direction.
  • the self-regulating differential pressure regulator is provided at one end of a circulation line extending in a single floor of the building.
  • the main line can extend over several floors both in the horizontal direction and in the vertical direction. The same usually applies to the circulation manifold.
  • the supply line usually extends only over a single floor of the building.
  • each of a plurality of supply units is assigned a self-regulating differential pressure regulator. This ensures improved hydraulic balancing of the drinking water system.
  • a drinking water system according to the present invention may also comprise supply units which are arranged horizontally next to one another and supply units which are arranged vertically one above the other.
  • the present invention provides a self-regulating differential pressure regulator for a drinking water system.
  • the self-regulating differential pressure controller is free of dead space.
  • dead space in sanitary engineering is usually referred to an area in which water stagnates, i. is not sufficiently flowed through by the flow of water. In a dead space, therefore, the water exchange is insufficient and the water stops. This promotes nucleation.
  • the self-regulating differential pressure regulator according to the present invention provides a remedy for this and is therefore particularly suitable for use in a drinking water system.
  • the present differential pressure regulator on a movable element by water pressure which is arranged in the fluid flow and is coupled to an adjusting device for adjusting a valve body.
  • the movable element is a membrane.
  • a movable element can also be a translationally and / or rotationally movable, in particular displaceable, rigid body, for example a piston element.
  • the movable element is made of a material suitable for use in drinking water, in particular an elastomer, which meets in particular the KTW guideline and / or DVGW W270.
  • Suitable material for a membrane are, for example, NBR, EPDM, FKM, SBR, NR or CR.
  • the material thickness of such a membrane is usually between 0.1 and 6 mm, preferably between 0.5 and 3 mm.
  • the movable element is arranged in the fluid flow, that is usually in a range which is exposed to a constant water exchange in the regular operation of the drinking water system. As a rule, both sides of the membrane are flowed by water of the fluid flow, which is exposed to a constant exchange of water in the regular operation of the drinking water system.
  • the adjusting device may include a spindle and / or a plunger, which is connected to the valve body and triggers an axial feed of the valve body in the direction of a valve seat upon deflection of the membrane in one direction.
  • a plate-like component or a shell may be provided, which is connected to the adjusting device.
  • a plate-like component or a shell is provided on both sides of the membrane, of which at least one is connected to the adjusting device.
  • the self-regulating differential pressure regulator has two sections separated from one another by the movable element in the fluid flow of the drinking water.
  • the movable element represents a water-impermeable separation.
  • the sections just described are not completely physically separated from each other, but are fluidically, in particular dead space, with each other.
  • the movable element can be acted upon by both sections with water pressure.
  • the movable element is provided in a fluid flow limiting wall of the self-regulating differential pressure regulator.
  • the movable element is integrated into the fluid flow-limiting wall such that the movable element forms a part of this wall.
  • one side of the movable element faces one of the two separate sections. In this case, one side of the movable element upstream in the direction of the fluid flow of the other side.
  • a diaphragm or a regulating valve body is arranged in the fluid flow between the two sides of the movable element.
  • the orifice defines a fixed resistance in the fluid flow of the drinking water, so that in front of and behind the orifice a different water pressure is created.
  • the deflection of the movable element is therefore a measure of the pressure drop across the diaphragm.
  • a regulating valve body is provided instead of the diaphragm.
  • the regulating valve body allows in conjunction with a regulating valve seat a, for example, manually or mechanically controlled, adjusting the resistance. The adjustment is made via the relative position of the regulating valve body with respect to the regulating valve seat.
  • the self-regulating differential pressure regulator has a device for presetting a desired value of the differential pressure.
  • the coupling strength of the membrane can be adjusted with the adjustment or adjusted to a specific value.
  • the device includes a spring, so that a deflection of the movable element takes place against the spring force of the spring element. For example, by variation of the spring strength so the target value of the differential pressure can be varied.
  • the self-regulating differential pressure regulator has a thermostatic element controlled by the water temperature.
  • the thermostatic element is associated with the regulating valve body such that a temperature change of the drinking water results in displacement of the regulating valve body.
  • a thermostatic element contains a so-called expansion element whose spatial extent varies depending on the temperature within a certain temperature range.
  • the volume flow can be regulated depending on the temperature by the self-regulating differential pressure regulator.
  • the thermostatic element can also be assigned to the device for presetting a desired value of the differential pressure.
  • the thermostatic element usually interacts with the spring, so that the spring force, against which the deflection of the membrane takes place, varies depending on the temperature.
  • the spring itself may form the thermostatic element or be formed from an expansion element.
  • the desired value of the differential pressure can be regulated or adjusted depending on the temperature.
  • the self-regulating differential pressure regulator has two thermostatic elements, wherein the one thermostatic element of the adjusting device for adjusting the valve body and the other thermostatic element of the device for presetting the desired value of the differential pressure is assigned.
  • the two thermostatic elements have a different temperature dependence.
  • the control range of the self-regulating differential pressure regulator can be increased overall.
  • the movable member is disposed in the differential pressure regulator such that the flow influences on both sides of the diaphragm are substantially equal to equalize. As a rule, this is ensured by straight paths before and after the movable element.
  • the length of these straight paths is 10 times their inner diameter, and more preferably 25 times their inner diameter.
  • the control range of the differential pressure regulator between 5 l / h to 300 l / h at a differential pressure between 10 hPa to 1500 hPa.
  • the differential pressure regulator on a bypass for bridging the valve seat cooperating with the valve body.
  • the bypass is formed as an opening in the wall upstream of the valve seat.
  • the thermostatic element associated with the diaphragm is associated with a further valve body, wherein the further valve body closes the opening in the normal operating state. If a high temperature is applied to the thermostatic element, the further valve body is pushed through the opening.
  • the differential pressure controller is usually sufficiently flushed ( ⁇ 70 ° C). Through a minimally open valve body of the diaphragm, a small amount of the fluid flows through the region of the differential pressure regulator. So disinfecting temperatures are reached here too.
  • FIG. 1 shows a drinking water system with a port 2 to the public water supply network, a main line 4 for hot water, a main line 6 for cold water and one of these main lines 4, 6 outgoing supply unit 8, which passes through four floors A, B, C, D.
  • the main line 4 for hot water is connected to a water heater 12, which is supplied with cold drinking water from the main line 6 for cold water.
  • the supply unit 8 has a supply line 14 for hot water and a supply line 16 for cold water.
  • the supply lines 14, 16 each depart from the respective main line and extend over the four floors.
  • the main lines 4, 6 are, however, in the horizontal direction (right in the FIG. 1 ) continued to supply more by four four superimposed wet cells 17 supply units 8 with cold or hot water.
  • the hot water supply line 14 is connected in each case to a hot water supply line 18A, 18B, 18C, 18D, which conducts the warm water to the individual consumers 20.
  • the cold water supply line 16 is connected in each case to a floor with a cold water supply line 22A, 22B, 22C, 22D, which leads cold water to the individual consumers 20.
  • the consumers 20 in the present case, using the example of the upper floor, a sink 20A1, a toilet 20A2, a shower 20A3, and a sink 20A4. In this case, the toilet 20A2 is connected only to the supply line 22A for cold water.
  • the hot water supply line 14 is associated with a circulation line 24.
  • the circulation line 24 is connected at its one end in the top floor A with the hot water supply line 14 and connected at its other, lower in the direction of gravity end with a circulation manifold 26.
  • Warm water is returned from the hot water supply pipe 14 via the circulation pipe 24 and the circulation manifold 26 connected to the water heater 12.
  • the circulation is maintained by a circulation pump 28 in the circulation manifold 26.
  • the circulation pump 28 is fluidly the Water heater 12 upstream.
  • a self-regulating differential pressure regulator 30 is arranged at the end of the circulation line 24, which opens into the circulation manifold 26 . This regulates the return of the hot water from the supply unit 8 in the circulation manifold 26.
  • Shut-off valves 32 are in the supply lines 18, 22 and shut-off valves 34 are arranged in the supply lines 14, 16. With these can be shut off, for example, during maintenance, the strand in question.
  • FIG. 2 are components that are already in FIG. 1 have been described with the same reference numerals.
  • the main pipes 4, 6 and the circulation manifold 26 in the potable water system extend after FIG. 2 also in the vertical direction over the four floors, whereas the individual each formed by a wet cell supply units 8A, 8B, 8C, 8D extend only over a single floor.
  • the supply lines 14A, 14B, 14C, 14D for hot water and 16A, 16B, 16C, 16D for cold water go off.
  • the supply lines 14, 16 each extend over a single floor and supply the consumers 20 of a floor directly with hot or cold water.
  • the hot water supply lines 14A, 14B, 14C, 14D are each associated with a circulation line 24A, 24B, 24C, 24D.
  • the hot water supply lines 14A, 14B, 14C, 14D each have sections of different nominal sizes.
  • the portion up to the first flow-supplied consumer 20A1 has a larger nominal diameter than the portion between the first-served consumer 20A1 and the consumer 20A3.
  • the nominal diameter of the section between the consumer 20A3 and the consumer 20A4 again has a smaller nominal diameter than the section between the consumer 20A1 and the consumer 20A3.
  • the circulation line 24A however, has an even smaller nominal size.
  • the FIG. 3 shows a self-regulating differential pressure regulator 30 in a schematic representation.
  • the arrow P in this illustration represents the flow direction of the water Diaphragm 40 is arranged in a wall 42 of the self-regulating differential pressure regulator 30. It is supplied with water from both sides and can be deflected in the direction of both sides. With its walls 42, 44 and the membrane 40, the self-regulating differential pressure regulator 30 defines a substantially S-shaped path for the water flow.
  • the arrangement of the membrane 40 in the S-shaped flow path shown enables the membrane 40 to be exposed to water and its pressure on both sides. It is in the cross section of FIG. 3 upwardly facing top of the membrane 40 upstream of the downward facing bottom in the flow direction.
  • a regulating valve body 46 In the fluid flow between the top and the bottom of the membrane 40, a regulating valve body 46 is arranged, which cooperates with a regulating valve seat 48. Water that passes through the underside of the membrane 40 must first pass through the upper side of the membrane 40 and then flow through the regulating valve seat 48.
  • the membrane 40 is impermeable to water and made of a suitable material for drinking water systems.
  • the membrane 40 is in each case subjected to a different water pressure on its top and bottom sides. Since the membrane 40 is movable by water pressure, the deflection of the diaphragm 40 is a measure of the pressure drop across the regulating valve body 46 and the regulating valve seat 48.
  • the membrane 40 as a water-impermeable element divides the differential pressure regulator 30 into two sections 33 and 35, wherein the in FIG. 3 above the diaphragm 40, the portion marked 33 is shown in FIG FIG. 3 below the membrane 40 shown in the section marked 35.
  • the diaphragm 40 is coupled to an adjustment device 52, which is connected to a valve body 54, which cooperates with a valve seat 56.
  • the adjusting device 52 is in this case a plunger which is connected to the membrane 40.
  • the valve body 54 and the valve seat 56 are arranged in the S-shaped flow path below the diaphragm 40, in particular without lateral offset, wherein a part of the wall 44 between the diaphragm 40 and the valve body 54 and the valve seat 56 is arranged.
  • the wall 44 is penetrated by the plunger 52.
  • An O-ring 58 seals the plunger 52 against the wall 44 from.
  • a spring 60 is a device for presetting a desired value provided the differential pressure and supported against the wall 44.
  • the diaphragm 40 Since the water pressure in the region 33 is greater than in the region 35, the diaphragm 40 is deflected against the spring force of the spring 60.
  • the valve body 54 and the valve seat 56 are downstream of the diaphragm 40 in the present case.
  • the individual components within the self-regulating differential pressure regulator can be arranged so that the valve seat 56 and the valve body 54 of the diaphragm 40 are upstream in terms of flow.
  • FIG. 4 shows a self-regulating differential pressure controller according to a further preferred embodiment. Same components compared to FIG. 3 are marked with the same reference numerals.
  • the design after FIG. 4 is different from the after FIG. 3 in that the valve body 46, which interacts with the expansion element 50, is extended by a further valve body 64.
  • the further valve body 64 closes in the in FIG. 4 shown situation, a bypass 62, which is formed as an opening in the valve seat 56 fluidly upstream wall.
  • FIG. 5 shows the self-regulating differential pressure controller FIG. 4
  • the expansion element 50 expands in such a way that the further valve body 64 - as in FIG. 5 shown - is pushed through the opening and releases the bypass.
  • the further valve body 64 In the normal operating state ( ⁇ 70 ° C), the further valve body 64 completely closes the bypass 62, as in FIG FIG. 4 shown.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trinkwassersystem mit einem selbstregulierenden Differenzdruckregler für den hydraulischen Abgleich und einen selbstregulierenden Differenzdruckregler als solchen. Zur Einhaltung der geforderten Trinkwasserhygiene ist der selbstregulierende Differenzdruckregler totraumfrei.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstregulierenden Differenzdruckregler für ein Trinkwassersystem und ein Trinkwassersystem mit einem solchen selbstregulierenden Differenzdruckregler.
  • Trinkwassersysteme sind im Stand der Technik bekannt und können in Einfamilienhäusern oder auch großen Gebäuden mit mehreren Wohnungen, in Verwaltungsgebäuden, Industriegebäuden, Krankenhäusern u.ä. installiert sein. Es hat sich gezeigt, dass eine Stagnation des Wassers im System der Trinkwasserqualität abträglich ist. Daher haben die bekannten Trinkwassersysteme oftmals eine Zirkulationspumpe und zumindest eine Zirkulationsleitung, in der das Trinkwasser zirkuliert. Der hydraulische Abgleich solcher Trinkwassersysteme gestaltet sich oftmals als schwierig. Große Zirkulationsnetze benötigen hohe Volumenströme und einen hohen Differenzdruck der Pumpe, um die Rohrleitungswiderstände zu überwinden. Das häufigste Problem in diesen Netzen ist, dass Regulierventile in pumpennahen Strängen den Differenzdruck nicht ohne eine deutliche Volumenstromerhöhung abbauen können. Das Ventil kann lediglich bis zu einem minimalen KV-Wert geschlossen werden. Ist der Differenzdruck hoch, so fließt auch bei dem minimalen KV-Wert ein hoher Volumenstrom. Fließt nun in einem großen Rohrnetz ein Großteil über pumpennahe Stränge, so werden entfernte Stränge unterversorgt. In solchen Fällen müssen zusätzliche Ventile verwendet werden, welche den Differenzdruck in betreffenden Strängen reduzieren, damit das ursprünglich verwendete Regulierventil erwartungsgemäß funktioniert. In der Praxis lässt sich eine genaue Vorregulierung jedoch nur schwer umsetzen, da die benötigten Einstellwerte oftmals nicht bekannt sind.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den hydraulischen Abgleich in einem Trinkwassersystem zu verbessern.
  • Als Lösung für diese Aufgabenstellung schlägt die vorliegende Erfindung ein Trinkwassersystem mit einem selbstregulierenden Differenzdruckregler vor. Üblicherweise weist das Trinkwassersystem einen Anschluss an eine Wasserversorgung, insbesondere an das öffentliche Wasserversorgungsnetz, und zumindest eine Wasserleitung zur Versorgung mindestens eines Verbrauchers auf. In der Regel hat das Trinkwassersystem auch einen Wassererwärmer und/oder einen Wärmetauscher, der kaltes Wasser aus der Wasserversorgung erwärmt, zumindest eine Warmwasserleitung, die das erwärmte Wasser zu zumindest einem Verbraucher führt und zumindest eine Kaltwasserleitung, die kaltes Wasser aus der Wasserversorgung zu zumindest einem Verbraucher führt. Meist ist der Warmwasserleitung eine Zirkulationsleitung zugeordnet, die nicht verbrauchtes Warmwasser zu dem Wärmeerhitzer bzw. dem Wärmetauscher zurückführt. Alternativ oder zusätzlich kann der Kaltwasserleitung eine Zirkulationsleitung zugeordnet sein. Kalt- und Warmwasserleitungen sind üblicherweise parallel verlegt und versorgen jeweils Verbraucher wie Waschbecken, Duschen oder Badewannen mit warmem und kaltem Trinkwasser.
  • Differenzdruckregler sind bisher nur in Verbindung mit Heizungsanlagen, beispielsweise aus der DE 10 2011 107 273 A1 oder der DE 38 29 783 A1 bekannt. Dabei wird jeweils ein Teil des Fluidstroms vor und hinter dem Ventilsitz des Differenzdruckreglers zu einem beweglichen Element umgeleitet. Die umgeleiteten Fluidströme beaufschlagen das bewegliche Element von unterschiedlichen Seiten, sodass die Auslenkung des beweglichen Elements den Differenzdruck angibt bzw. diesem entspricht. Derartige Differenzdruckregler sind für den Einsatz in einem Trinkwassersystem ungeeignet, da die umleitenden Wegstrecken Toträume bedeuten, welche eine Keimbildung begünstigen und bei Trinkwassersystemen aus hygienischen Gründen nicht zu tolerieren sind.
  • In einem nebengeordneten Aspekt gibt die vorliegende Erfindung einen selbstregulierenden Differenzdruckregler für ein Trinkwassersystem gemäß Anspruch 7 an.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird der hydraulische Abgleich eines Trinkwassersystems vereinfacht. Insbesondere reduziert sich die Anzahl der benötigten Ventilelemente für den hydraulischen Abgleich. Der selbstregulierende Differenzdruckregler ist selbstregulierend, d.h. reagiert selbstständig auf sich ändernde Drücke im Trinkwassersystem, welche beispielsweise durch eine unterschiedliche Verbraucherlast hervorgerufen werden, und regelt sich so ein, dass der Differenzdruck und damit der Volumenstrom im Wesentlichen konstant bleibt. Bevorzugt ist der selbstregulierende Differenzdruckregler in einer Zirkulationsleitung vorgesehen. Da in Zirkulationsleitungen meistens nur geringe Volumenströme gefördert werden, kann ein großer Regelbereich des selbstregulierenden Differenzdruckreglers erreicht werden. Als Differenzdruck wird in der Regel die Differenz des Drucks vor und hinter bzw. nach dem selbstregulierenden Differenzdruckregler bezeichnet.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfasst das Trinkwassersystem mindestens zwei Versorgungseinheiten, wobei zumindest einer der Versorgungseinheiten der selbstregulierende Differenzdruckregler zugeordnet ist. Eine Versorgungseinheit nach der vorliegenden Erfindung umfasst zumindest einen Verbraucher und geht von einer gemeinsamen Hauptleitung ab. Die Hauptleitung ist in der Regel mit der Wasserversorgung und/oder einem Wassererwärmer bzw. einem Wärmetauscher verbunden. Die Nennweite der Hauptleitung beträgt üblicherweise zwischen DN10 - DN200, bevorzugt zwischen DN15- DN100, und weiter bevorzugt zwischen DN20-DN100. Die Versorgungseinheit kann sich über mehrere Etagen eines Gebäudes erstrecken, ist also nicht auf eine einzelne Wohnung oder ein einzelnes Zimmer mit zumindest einer Nasszelle mit zumindest einem Verbraucher beschränkt.
  • Mit der vorliegenden Weiterbildung wird mittels des selbstregulierenden Differenzdruckreglers ein Abgleich des Differenzdrucks zwischen den beiden Versorgungseinheiten gewährleistet. Jeder Versorgungseinheit kann ein Differenzdruckregler zugeordnet sein.
  • Weiter bevorzugt weisen die Versorgungseinheiten jeweils eine Versorgungsleitung und eine der Versorgungsleitung zugeordnete Zirkulationsleitung auf. Die Nennweite der Zirkulationsleitung beträgt üblicherweise zwischen DN10 - DN50, bevorzugt zwischen DN10 - DN32. Die Versorgungsleitung kann warmes, kaltes oder gemischt temperiertes Wasser leiten. Der selbstregulierende Differenzdruckregler ist bevorzugt am Ende der Zirkulationsleitung angeordnet und regelt den Rücklauf von der Zirkulationsleitung in eine Zirkulationssammelleitung. Die Nennweite der Zirkulationssammelleitung beträgt üblicherweise zwischen DN 10-DN200, bevorzugt zwischen DN12 - DN65. Die Versorgungsleitung ist üblicherweise mit der Hauptleitung verbunden und kommuniziert direkt und/oder über eine Zuleitung bzw. Zuleitungen mit mindestens einem Verbraucher. Die Nennweite solcher Zuleitungen beträgt üblicherweise zwischen DN10 - DN50, bevorzugt zwischen DN 10-DN 32. Für gewöhnlich kommuniziert die Zirkulationsleitung mit der Versorgungsleitung einerseits und ist andererseits mit einer Zirkulationssammelleitung verbunden. Insbesondere leitet die Zirkulationsleitung von dem bzw. den Verbrauchern nicht verbrauchtes Wasser (kalt oder warm) in die Zirkulationssammelleitung, in der sich das Wasser aus den Zirkulationsleitungen sammelt. Die Zirkulationssammelleitung kommuniziert in der Regel mit einer Zirkulationspumpe, an die das gesammelte Wasser zurückgeführt wird und die das zurückgeführte Wasser wieder in die Hauptleitung pumpt. Das rückgeführte Wasser kann indes vor dem Eintritt oder nach dem Verlassen der Pumpe einen Wassererwärmer bzw. einen Wärmetauscher durchlaufen. Durch die Anordnung des selbstregulierenden Differenzdruckreglers am Ende der Zirkulationsleitung kann dieser die Druckänderungen bzw. Druckschwankungen innerhalb einer Versorgungseinheit bestmöglich erfassen, und somit optimal darauf reagieren. Der Abgleich des Differenzdrucks zwischen Versorgungseinheiten und der hydraulische Abgleich des Trinkwassersystems insgesamt kann dadurch verbessert werden. Insbesondere entfällt die Notwendigkeit der Vordrosselung durch ein der Hauptleitung oder Versorgungsleitung zugeordnetes und dem selbstregulierenden Differenzdruckregler strömungsmäßig vorgelagertes zusätzliches Ventil.
  • Eine Zirkulationsleitung hat in der Regel gegenüber der Versorgungsleitung einen um zumindest einen Nenndurchmesser verkleinerten Durchmesser.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die Versorgungseinheiten in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet. Dabei durchsetzt zumindest eine der Versorgungseinheiten mehrere Etagen mit jeweils mindestens einem Verbraucher in einem Gebäude. Der selbstregulierende Differenzdruckregler ist an einem Ende einer mehrere Etagen durchsetzenden Zirkulationsleitung vorgesehen. Üblicherweise ist der selbstregulierende Differenzdruckregler an dem in Gravitationsrichtung unteren Ende der Zirkulationsleitung vorgesehen. Insbesondere ist der selbstregulierende Differenzdruckregler in der Zirkulationsleitung angeordnet. Denkbar ist auch eine Anordnung, nach der der Wassererwärmer in einer anderen als der untersten Etage vorgesehen ist. In diesem Fall kann der Differenzdruckregler auch am in Gravitationsrichtung oberen Ende der Zirkulationsleitung und/oder auf Höhe des Wassererwämers angeordnet sein.
  • Das Trinkwassersystem nach dieser bevorzugten Weiterbildung eignet sich insbesondere für größere Objekte mit bevorzugt im Wesentlichen symmetrisch aufgebauten Etagen. In der Regel verläuft die Versorgungsleitung nach dieser bevorzugten Weiterbildung in vertikaler Richtung. Bevorzugt versorgt die Versorgungsleitung mehrere übereinander angeordnete Wohneinheiten. Die Zirkulationsleitung nach dieser bevorzugten Weiterbildung hat bevorzugt einen Durchmesser, der in einem Bereich zwischen DN 12 bis DN 32 liegt. Für gewöhnlich hat die Zirkulationsleitung hierbei im Wesentlichen die gleiche vertikale Erstreckung wie die Versorgungsleitung.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sind die Versorgungseinheiten in einem Gebäude in vertikaler Richtung übereinander angeordnet. Der selbstregulierende Differenzdruckregler ist dabei an einem Ende einer sich in einer einzelnen Etage des Gebäudes erstreckenden Zirkulationsleitung vorgesehen. Bei dieser bevorzugten Weiterbildung kann sich die Hauptleitung sowohl in horizontaler Richtung als auch in vertikaler Richtung über mehrere Etagen erstrecken. Gleiches gilt üblicherweise für die Zirkulationssammelleitung. Die Versorgungsleitung indes erstreckt sich üblicherweise nur über eine einzelne Etage des Gebäudes.
  • Mit einem Trinkwassersystem nach dieser bevorzugten Weiterbildung kann der Abgleich des Differenzdrucks zwischen einzelnen Etagen effizient gestaltet werden.
  • Weiter bevorzugt ist mehreren Versorgungseinheiten jeweils ein selbstregulierender Differenzdruckregler zugeordnet. Damit ist ein verbesserter hydraulischer Abgleich des Trinkwassersystems gewährleistet. Ein Trinkwassersystem nach der vorliegenden Erfindung kann indes auch Versorgungseinheiten, die horizontal nebeneinander angeordnet sind, und Versorgungseinheiten, die vertikal übereinander angeordnet sind, umfassen.
  • In einem nebengeordneten Aspekt gibt die vorliegende Erfindung einen selbstregulierenden Differenzdruckregler für ein Trinkwassersystem an. Der selbstregulierende Differenzdruckregler ist totraumfrei. Als Totraum wird in der Sanitärtechnik in der Regel ein Bereich bezeichnet, in dem Wasser stagniert, d.h. nicht ausreichend von der Wasserströmung durchströmt wird. In einem Totraum ist demnach der Wasseraustausch nur ungenügend und das Wasser steht ab. Dies begünstigt die Keimbildung. Der selbstregulierende Differenzdruckregler nach der vorliegenden Erfindung schafft hierfür Abhilfe und ist daher insbesondere für den Einsatz in einem Trinkwassersystem geeignet.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist der vorliegende Differenzdruckregler ein durch Wasserdruck bewegbares Element auf, das im Fluidstrom angeordnet ist und mit einer Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Ventilkörpers gekoppelt ist. Insbesondere ist das bewegbare Element eine Membran. Insofern ist als "bewegbar" bereits die Möglichkeit der Auslenkung einer endseitig befestigten bzw. fixierten Membran zu verstehen. Ein bewegbares Element kann aber auch ein translatorisch und/oder rotatorisch bewegbarer, insbesondere verschieblicher starrer Körper sein, beispielsweise ein Kolbenelement. Üblicherweise ist das bewegbare Element aus einem für den Einsatz im Trinkwasser geeigneten Material, insbesondere einem Elastomer, welches insbesondere die KTW-Richtlinie und/oder DVGW W270 erfüllt. Geeignetes Material für eine Membran sind beispielsweise NBR, EPDM, FKM, SBR, NR oder CR. Die Materialstärke einer solchen Membran liegt üblicherweise zwischen 0,1 - 6 mm, bevorzugt zwischen 0,5 - 3 mm. Das bewegbare Element ist im Fluidstrom angeordnet, also üblicherweise in einem Bereich der im regulären Betrieb des Trinkwassersystems einem ständigen Wasseraustausch ausgesetzt ist. Dabei werden in der Regel beide Seiten der Membran von Wasser des Fluidstroms angeströmt, das im regulären Betrieb des Trinkwassersystems einem ständigen Wasseraustausch ausgesetzt ist.
  • Die Verstelleinrichtung kann eine Spindel und/oder einen Stößel beinhalten, der mit dem Ventilkörper verbunden ist und bei Auslenkung der Membran in einer Richtung einen axialen Vorschub des Ventilkörpers in Richtung eines Ventilsitzes auslöst. Auf der Membran kann ein plattenartiges Bauteil oder eine Schale vorgesehen sein, welches mit der Verstelleinrichtung verbunden ist. Vorzugsweise ist auf beiden Seiten der Membran je ein plattenartiges Bauteil bzw. eine Schale vorgesehen, von denen zumindest eines mit der Verstelleinrichtung verbunden ist.
  • Durch die Anordnung des bewegbaren Elements im Fluidstrom entstehen keine Toträume. Das das bewegbare Element mit Druck beaufschlagende Wasser ist einem ständigen Austausch ausgesetzt. So kann eine Keimbildung durch stehendes Wasser sicher vermieden werden. Durch die Kopplung des bewegbaren Elements mit der Verstelleinrichtung lässt sich auf einfach Weise gewährleisten, dass sich das bewegbare Element bei Druckschwankungen selbst einregelt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist der selbstregulierende Differenzdruckregler zwei durch das bewegbare Element voneinander getrennte Abschnitte im Fluidstrom des Trinkwassers auf. Das bewegbare Element stellt dabei eine wasserundurchdringliche Trennung dar. Die soeben beschriebenen Abschnitte sind jedoch nicht komplett physikalisch voneinander getrennt, sondern stehen fluidisch, insbesondere totraumfrei, miteinander in Verbindung. Das bewegbare Element kann so von beiden Abschnitten mit Wasserdruck beaufschlagt werden.
  • Weiter bevorzugt ist das bewegbare Element in einer den Fluidstrom begrenzenden Wandung des selbstregulierenden Differenzdruckreglers vorgesehen. Besonders bevorzugt ist das bewegbare Element derart in die den Fluidstrom begrenzenden Wandung integriert, dass das bewegbare Element einen Teil dieser Wandung ausbildet. In der Regel ist nach dieser Weiterbildung jeweils eine Seite des bewegbaren Elements einer der beiden getrennten Abschnitte zugewandt. Dabei ist eine Seite des bewegbaren Elements in Richtung des Fluidstroms der anderen Seite vorgelagert. Üblicherweise ist in dem Fluidstrom zwischen den beiden Seiten des bewegbaren Elementes eine Blende oder ein Regulierventilkörper angeordnet. Die Blende definiert einen festen Widerstand im Fluidstrom des Trinkwassers, sodass vor und hinter der Blende ein unterschiedlicher Wasserdruck entsteht. Die Auslenkung des bewegbaren Elements ist demnach ein Maß für den Druckabfall über der Blende. Gleiches gilt für den Fall, dass statt der Blende ein Regulierventilkörper vorgesehen ist. Darüber hinaus ermöglicht der Regulierventilkörper im Zusammenspiel mit einem Regulierventilsitz ein, beispielsweise manuelles oder mechanisch geregeltes, Einstellen des Widerstandes. Die Einstellung erfolgt über die relative Position des Regulierventilkörpers gegenüber dem Regulierventilsitz. So kann mit Hilfe der Blende bzw. dem Regulierventilkörper in Verbindung mit dem Regulierventilsitz der Volumenstrom durch den selbstregulierenden Differenzdruckregler geregelt werden.
  • Weiter bevorzugt weist der selbstregulierende Differenzdruckregler eine Einrichtung zur Voreinstellung eines Soll-Wertes des Differenzdrucks auf. In der Regel kann mit der Einrichtung die Kopplungsstärke der Membran mit der Verstelleinrichtung verstellt bzw. auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Üblicherweise beinhaltet die Einrichtung eine Feder, sodass eine Auslenkung des bewegbaren Elements gegen die Federkraft des Federelements erfolgt. Beispielsweise durch Variation der Federstärke kann so der Soll-Wert des Differenzdrucks variiert werden.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist der selbstregulierende Differenzdruckregler ein von der Wassertemperatur gesteuertes thermostatisches Element auf. Für gewöhnlich ist das thermostatische Element dem Regulierventilkörper derart zugeordnet, dass eine Temperaturänderung des Trinkwassers ein Versetzen des Regulierventilkörpers zur Folge hat. Meist beinhaltet ein thermostatisches Element ein sogenanntes Dehnstoffelement, dessen räumliche Ausdehnung abhängig von der Temperatur innerhalb eines gewissen Temperaturbereiches variiert. So kann der Volumenstrom durch den selbstregulierenden Differenzdruckregler temperaturabhängig reguliert werden. Das thermostatische Element kann indes aber auch der Einrichtung zur Voreinstellung eines Soll-Wertes des Differenzdrucks zugeordnet sein. Nach dieser Altemative wirkt üblicherweise das thermostatische Element mit der Feder zusammen, sodass sich die Federkraft, gegen die die Auslenkung der Membran erfolgt, abhängig von der Temperatur variiert. Insbesondere kann die Feder selbst das thermostatische Element ausbilden oder aus einem Dehnstoffelement geformt sein. So kann nach dieser zweiten Alternative der Soll-Wert des Differenzdrucks temperaturabhängig geregelt bzw. eingestellt werden.
  • Bevorzugt weist der selbstregulierende Differenzdruckregler zwei thermostatische Elemente auf, wobei das eine thermostatische Element der Verstelleinrichtung zum Verstellen des Ventilkörpers und das andere thermostatische Element der Einrichtung zur Voreinstellung des Soll-Wertes des Differenzdrucks zugeordnet ist.
  • Weiter bevorzugt haben die beiden thermostatischen Elemente eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit. So kann der Regelbereich des selbstregulierenden Differenzdruckreglers insgesamt vergrößert werden.
  • Üblicherweise ist das bewegbare Element derart in dem Differenzdruckregler angeordnet, dass die Strömungseinflüsse auf beiden Seiten der Membran im Wesentlichen gleich sind, um sich auszugleichen. In der Regel wird dies durch gerade Wegstrecken vor und nach dem bewegbaren Element gewährleistet. Vorzugsweise ist die Länge dieser geraden Wegstrecken das 10-fache von deren Innendurchmesser und besonders bevorzugt das 25-fache von deren Innendurchmesser.
  • Für gewöhnlich beträgt der Regelbereich des Differenzdruckreglers zwischen 5 l/h bis 300 l/h bei einem Differenzdruck zwischen 10 hPa bis 1500 hPa. Nach der Ausgestaltung, wonach der Differenzdruckregler zwei thermostatische Elemente aufweist, kann der Regelbereich von 5 l/h bis 800 l/h erweitert werden, bei einem Differenzdruck von 10 hPa bis 1500 hPa.
  • Nach einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist der Differenzdruckregler einen Bypass zur Überbrückung des mit dem Ventilkörpers zusammenwirkenden Ventilsitzes auf. Für gewöhnlich ist der Bypass als eine Öffnung in der dem Ventilsitz strömungsmäßig vorgelagerten Wandung ausgebildet. In der Regel ist dem der Blende zugeordneten thermostatischen Element ein weiterer Ventilkörper zugeordnet, wobei der weitere Ventilkörper im normalen Betriebszustand die Öffnung verschließt. Liegt eine hohe Temperatur am thermostatischen Element an, wird der weitere Ventilkörper durch die Öffnung gedrückt. So wird der Differenzdruckregler im Falle einer thermischen Desinfektionsspülung in der Regel (≥ 70°C) ausreichend durchspült. Durch einen minimal geöffneten Ventilkörper der Blende strömt eine geringe Menge des Fluides durch den Bereich des Differenzdruckreglers. So werden auch hier desinfizierende Temperaturen erreicht.
  • Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren. Dabei zeigen:
    • Fig. 1:
    ein Schaubild eines Trinkwassersystems nach einer bevorzugten Ausführungsform,
    Fig. 2:
    ein Schaubild eines Trinkwassersystems nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform,
    Fig. 3:
    eine schematische Darstellung eines selbstregulierenden Differenzdruckreglers nach einer bevorzugten Ausführungsform,
    Fig. 4:
    eine schematische Darstellung eines selbstregulierenden Differenzdruckreglers nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform und
    Fig. 5:
    eine Detailansicht des selbstregulierenden Differenzdruckreglers bei geöffnetem Bypass.
  • Figur 1 zeigt ein Trinkwassersystem mit einem Anschluss 2 an das öffentliche Wasserversorgungsnetz, eine Hauptleitung 4 für Warmwasser, eine Hauptleitung 6 für Kaltwasser und eine von diesen Hauptleitungen 4, 6 abgehende Versorgungseinheit 8, welche vier Etagen A, B, C, D durchsetzt. Die Hauptleitung 4 für Warmwasser ist mit einem Wassererwärmer 12 verbunden, welcher mit kaltem Trinkwasser aus der Hauptleitung 6 für kaltes Wasser versorgt wird. Die Versorgungseinheit 8 weist eine Versorgungsleitung 14 für Warmwasser und eine Versorgungsleitung 16 für Kaltwasser auf. Die Versorgungsleitungen 14, 16 gehen jeweils von der entsprechenden Hauptleitung ab und erstrecken sich über die vier Etagen. Die Hauptleitungen 4, 6 sind indes in horizontaler Richtung (rechts in der Figur 1) fortgesetzt, um weitere durch vier übereinander liegende Nasszellen 17 gebildete Versorgungseinheiten 8 mit Kalt- bzw. Warmwasser zu versorgen. Die Warmwasserversorgungsleitung 14 ist in jeweils einer Etage mit einer Warmwasserzuleitung 18A, 18B, 18C, 18D verbunden, welche das warme Wasser zu den einzelnen Verbrauchern 20 leitet. Analog dazu ist die Kaltwasserversorgungsleitung 16 in jeweils einer Etage mit einer Kaltwasserzuleitung 22A, 22B, 22C, 22D verbunden, welche kaltes Wasser zu den einzelnen Verbrauchern 20 führt. Die Verbraucher 20 sind im vorliegenden Fall, am Beispiel der oberen Etage, eine Spüle 20A1, eine Toilette 20A2, eine Dusche 20A3, und ein Waschbecken 20A4. Dabei ist die Toilette 20A2 lediglich mit der Zuleitung 22A für kaltes Wasser verbunden. Der Warmwasserversorgungsleitung 14 ist eine Zirkulationsleitung 24 zugeordnet. Die Zirkulationsleitung 24 ist an ihrem einen Ende in der obersten Etage A mit der Warmwasserversorgungsleitung 14 verbunden und an ihrem anderen, in Gravitationsrichtung unteren, Ende mit einer Zirkulationssammelleitung 26 verbunden. Warmes Wasser wird aus der Warmwasserversorgungsleitung 14 über die Zirkulationsleitung 24 und die Zirkulationssammelleitung 26, welche mit dem Wassererwärmer 12 verbunden ist, zu diesem zurückgeführt. So weist das Trinkwassersystem einen Kreislauf für das Warmwasser auf, sodass das warme Wasser ständig in dem Trinkwassersystem zirkuliert. Die Zirkulation wird durch eine Zirkulationspumpe 28 in der Zirkulationssammelleitung 26 in Gang gehalten. Die Zirkulationspumpe 28 ist strömungsmäßig dem Wassererwärmer 12 vorgelagert. Am Ende der Zirkulationsleitung 24, welches in die Zirkulationssammelleitung 26 mündet, ist ein selbstregulierender Differenzdruckregler 30 angeordnet. Dieser regelt den Rücklauf des Warmwassers aus der Versorgungseinheit 8 in die Zirkulationssammelleitung 26. Absperrventile 32 sind in den Zuleitungen 18, 22 und Absperrventile 34 sind in den Versorgungsleitungen 14, 16 angeordnet. Mit diesen kann, beispielsweise bei Wartungsarbeiten, der betreffende Strang abgesperrt werden.
  • In Figur 2 sind Bauteile, die bereits in Figur 1 beschrieben worden sind, mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zu dem Trinkwassersystem nach Figur 1 erstrecken sich die Hauptleitungen 4, 6 und die Zirkulationssammelleitung 26 in dem Trinkwassersystem nach der Figur 2 auch in vertikaler Richtung über die vier Etagen, wohingegen die einzelnen jeweils durch eine Nasszelle gebildeten Versorgungseinheiten 8A, 8B, 8C, 8D sich nur über eine einzelne Etage erstrecken. Von den Hauptleitungen 4, 6 gehen die Versorgungsleitungen 14A, 14B, 14C, 14D für Warmwasser und 16A, 16B, 16C, 16D für Kaltwasser ab. Die Versorgungsleitungen 14, 16 erstrecken sich jeweils über eine einzelne Etage und versorgen die Verbraucher 20 einer Etage direkt mit Warm- bzw. Kaltwasser. Den Warmwasserversorgungsleitungen 14A, 14B, 14C, 14D ist jeweils eine Zirkulationsleitung 24A, 24B, 24C, 24D zugeordnet.
  • Anhand der obersten Etage wird nachfolgend die Anordnung der Zirkulationsleitung 24 in der jeweiligen Etage beschrieben. Ein Ende der Zirkulationsleitung 24A ist dem in Strömungsrichtung zuletzt versorgten Verbraucher 20A4 zugeordnet und dort mit der Warmwasserversorgungleitung 14A verbunden. An dem anderen Ende ist die Zirkulationsleitung 24A mit der Zirkulationssammelleitung 26 verbunden. Am Ende der Zirkulationsleitungen 24A, 24B, 24C, 24D, welche in die Zirkulationssammelleitung 26 münden, ist jeweils ein selbstregulierender Differenzdruckregler 30 angeordnet. Die Warmwasserversorgungsleitungen 14A, 14B, 14C, 14D weisen jeweils Abschnitte unterschiedlicher Nennweiten auf. So hat der Abschnitt bis zu dem in Strömungsrichtung erstversorgten Verbraucher 20A1 eine größere Nennweite als der Abschnitt zwischen dem erstversorgten Verbraucher 20A1 und dem Verbraucher 20A3. Die Nennweite des Abschnitts zwischen dem Verbraucher 20A3 und dem Verbraucher 20A4 hat wiederum eine kleinere Nennweite als der Abschnitt zwischen dem Verbraucher 20A1 und dem Verbraucher 20A3. Die Zirkulationsleitung 24A hat indes eine nochmals kleinere Nennweite.
  • Die Figur 3 zeigt einen selbstregulierenden Differenzdruckregler 30 in schematischer Darstellung. Der Pfeil P in dieser Darstellung stellt die Fließrichtung des Wassers dar. Eine Membran 40 ist in einer Wandung 42 des selbstregulierenden Differenzdruckreglers 30 angeordnet. Sie wird von beiden Seiten mit Wasser beaufschlagt und ist in Richtung beider Seiten auslenkbar. Mit seinen Wandungen 42, 44 und der Membran 40 definiert der selbstregulierende Differenzdruckregler 30 einen im Wesentlichen S-förmigen Weg für die Wasserströmung. Durch die in Figur 3 gezeigte Anordnung der Membran 40 in dem S-förmigen Strömungsweg wird ermöglicht, dass die Membran 40 auf beiden Seiten mit Wasser und dessen Druck beaufschlagt wird. Dabei ist die im Querschnitt der Figur 3 nach oben zeigende Oberseite der Membran 40 der nach unten zeigenden Unterseite in Strömungsrichtung vorgelagert. Im Fluidstrom zwischen der Oberseite und der Unterseite der Membran 40 ist ein Regulierventilkörper 46 angeordnet, der mit einem Regulierventilsitz 48 zusammenwirkt. Wasser, das die Unterseite der Membran 40 passiert, muss zunächst also die Oberseite der Membran 40 passieren und anschließend den Regulierventilsitz 48 durchfließen. Der Regulierventilkörper 46 stellt zusammen mit dem Regulierventilsitz 48 einen Widerstand für das Wasser dar. Der Widerstand kann durch Veränderung der relativen Position des Regulierventilkörpers 46 zu dem Regulierventilsitz 48 verändert werden. Die Veränderung erfolgt im vorliegenden Fall selbstregulierend in Abhängigkeit der Temperatur durch ein thermostatisches Element 50, welches in dem Wasserstrom angeordnet und mit dem Regulierventilkörper 46 gekoppelt ist. Die Membran 40 ist wasserundurchlässig und aus einem für Trinkwassersysteme geeigneten Material. Aufgrund des Widerstands, den der Regulierventilkörper 46 und der Regulierventilsitz 48 definieren, wird die Membran 40 auf ihrer Ober- und Unterseite jeweils mit einem anderen Wasserdruck beaufschlagt. Da die Membran 40 durch Wasserdruck bewegbar ist, stellt die Auslenkung der Membran 40 ein Maß für den Druckabfall über den Regulierventilkörper 46 und den Regulierventilsitz 48 dar. Die Membran 40 als wasserundurchdringliches Element unterteilt den Differenzdruckregler 30 in zwei Abschnitte 33 und 35, wobei der in Figur 3 oberhalb der Membran 40 abgebildete Abschnitt mit 33 gekennzeichnet ist und der in Figur 3 unterhalb der Membran 40 abgebildete Abschnitt mit 35 gekennzeichnet ist.
  • Die Membran 40 ist mit einer Verstelleinrichtung 52 gekoppelt, die mit einem Ventilkörper 54 verbunden ist, welcher mit einem Ventilsitz 56 zusammenwirkt. Die Verstelleinrichtung 52 ist im vorliegenden Falle ein Stößel, der mit der Membran 40 verbunden ist. Der Ventilkörper 54 und der Ventilsitz 56 sind in dem S-förmigen Strömungsweg unterhalb der Membran 40, insbesondere ohne seitlichen Versatz, angeordnet, wobei ein Teil der Wandung 44 zwischen der Membran 40 und dem Ventilkörper 54 bzw. dem Ventilsitz 56 angeordnet ist. Die Wandung 44 wird von dem Stößel 52 durchsetzt. Ein O-Ring 58 dichtet den Stößel 52 gegenüber der Wandung 44 ab. Eine Feder 60 ist als Einrichtung zur Voreinstellung eines Soll-Wertes des Differenzdrucks vorgesehen und gegen die Wandung 44 abgestützt. Da der Wasserdruck im Bereich 33 größer ist als im Bereich 35 erfolgt eine Auslenkung der Membran 40 gegen die Federkraft der Feder 60. Der Ventilkörper 54 und der Ventilsitz 56 sind im vorliegenden Fall der Membran 40 strömungsmäßig nachgelagert. Ebenso gut können die einzelnen Bauteile innerhalb des selbstregulierenden Differenzdruckreglers so angeordnet sein, dass der Ventilsitz 56 und der Ventilkörper 54 der Membran 40 strömungsmäßig vorgelagert sind.
  • Figur 4 zeigt einen selbstregulierenden Differenzdruckregler nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung. Gleiche Bauteile im Vergleich zu Figur 3 sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Ausgestaltung nach Figur 4 unterscheidet sich von der nach Figur 3 darin, dass der Ventilkörper 46, welcher mit dem Dehnstoffelement 50 zusammenwirkt, um einen weiteren Ventilkörper 64 verlängert ist. Der weitere Ventilkörper 64 verschließt in der in Figur 4 gezeigten Situation einen Bypass 62, welcher als eine Öffnung in der dem Ventilsitz 56 strömungsmäßig vorgelagerten Wandung ausgebildet ist.
  • Figur 5 zeigt den selbstregulierenden Differenzdruckregler aus Figur 4 bei geöffnetem Zustand des Bypasses 62. Im Falle einer Desinfektionsspülung (üblicherweise ≥ 70°C) dehnt sich das Dehnstoffelement 50 derart aus, dass der weitere Ventilkörper 64 - wie in Figur 5 dargestellt - durch die Öffnung gedrückt wird und den Bypass freigibt. Im normalen Betriebszustand (< 70°C) verschließt der weitere Ventilkörper 64 den Bypass 62 vollständig, wie in Figur 4 dargestellt.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Anschluss an das öffentliche Wasserversorgungsnetz
    4
    Hauptleitung für Warmwasser
    6
    Hauptleitung für Kaltwasser
    8, 8A, 8B, 8C, 8D
    Versorgungseinheit
    12
    Wassererwärmer bzw. Wärmetauscher
    14, 14A, 14B, 14C, 14D
    Versorgungsleitung für Warmwasser
    16, 16A, 16B, 16C, 16D
    Versorgungsleitung für Kaltwasser
    17
    Nasszelle
    18A, 18B, 18C, 18D
    Warmwasserzuleitung
    20, 20A1, 20A2, 20A3, 20A4
    Verbraucher
    22A, 22B, 22C, 22D
    Kaltwasserzuleitung
    24, 24A, 24B, 24C, 24D
    Zirkulationsleitung
    26
    Zirkulationssammelleitung
    28
    Zirkulationspumpe
    30
    selbstregulierender Differenzdruckregler
    33
    erster Abschnitt des selbstregulierenden Differenzdruckreglers
    35
    zweiter Abschnitt des selbstregulierenden Differenzdruckreglers
    40
    Membran
    42, 44
    Wandung des Differenzdruckreglers
    46
    Regulierventilkörper
    48
    Regulierventilsitz
    50
    thermostatisches Element
    52
    Stößel
    54
    Ventilkörper
    56
    Ventilsitz
    58
    O-Ring
    60
    Feder
    62
    Bypass
    64
    weiterer Ventilkörper
    A, B, C, D
    Etage
    P
    Richtungspfeil der Fließrichtung

Claims (15)

  1. Trinkwassersystem, gekennzeichnet durch einen selbstregulierenden Differenzdruckregler (30).
  2. Trinkwassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trinkwassersystem mindestens zwei von einer gemeinsamen Hauptleitung (4, 6) abgehende Versorgungseinheiten (8, 8A, 8B, 8C, 8D) umfasst, und dass zumindest einer der Versorgungseinheiten (8, 8A, 8B, 8C, 8D) der selbstregulierende Druckdifferenzregler (30) zugeordnet ist.
  3. Trinkwassersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheiten (8, 8A, 8B, 8C, 8D) jeweils eine Versorgungsleitung (14, 14A, 14B, 14C, 14D) und eine der Versorgungsleitung (14, 14A, 14B, 14C, 14D) zugeordnete Zirkulationsleitung (24, 24A, 24B, 24C, 24D) aufweisen und dass der selbstregulierende Differenzdruckregler (30) am Ende der Zirkulationsleitung (24, 24A, 24B, 24C, 24D) angeordnet ist und den Rücklauf von der Zirkulationsleitung (24, 24A, 24B, 24C, 24D) in eine Zirkulationssammelleitung (26) regelt.
  4. Trinkwassersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheiten (8) in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnet sind, dass zumindest eine der Versorgungseinheiten (8) mehrere Etagen (A, B, C, D) mit jeweils mindestens einem Verbraucher (20, 20A1, 20A2, 20A3, 20A4) in einem Gebäude durchsetzt, und der selbstregulierende Differenzdruckregler (30) an einem Ende einer mehrere Etagen (A, B, C, D) durchsetzenden Zirkulationsleitung (24) vorgesehen ist.
  5. Trinkwassersystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheiten (8A, 8B, 8C, 8D) in einem Gebäude in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind und der selbstregulierende Differenzdruckregler (30) an einem Ende einer sich in einer einzelnen Etage (A, B, C, D) des Gebäudes erstreckenden Zirkulationsleitung (24A, 24B, 24C, 24D) vorgesehen ist.
  6. Trinkwassersystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Versorgungseinheiten (8, 8A, 8B, 8C, 8D) jeweils ein selbstregulierender Differenzdruckregler (30) zugeordnet ist.
  7. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) für ein Trinkwassersystem, dadurch gekennzeichnet, dass der selbstregulierende Differenzdruckregler (30) totraumfrei ist.
  8. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein durch Wasserdruck bewegbares Element (40), insbesondere eine Membran (40), das im Fluidstrom angeordnet ist und mit einer Verstelleinrichtung (52) zum Verstellen eines Ventilkörpers (54) gekoppelt ist.
  9. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der selbstregulierende Differenzdruckregler (30) zwei durch das bewegbare Element (40) voneinander getrennte Abschnitte (33, 35) im Fluidstrom des Trinkwassers aufweist.
  10. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegbare Element (40) in einer den Fluidstrom begrenzenden Wandung (42) des selbstregulierenden Differenzdruckreglers (30) vorgesehen ist und/oder einen Teil dieser Wandung (42) ausbildet.
  11. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (60) zur Voreinstellung eines Soll-Wertes des Differenzdrucks.
  12. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch ein von der Wassertemperatur gesteuertes thermostatisches Element (50).
  13. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites thermostatisches Element der Einrichtung (60) zur Voreinstellung eines Soll-Wertes des Differenzdrucks zugeordnet ist.
  14. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die thermostatischen Elemente eine unterschiedliche Temperaturabhängigkeit haben.
  15. Selbstregulierender Differenzdruckregler (30) nach einem der Ansprüche 7 bis 14, gekennzeichnet durch einen Bypass zur Überbrückung des mit dem Ventilkörper (54) zusammenwirkenden Ventilsitzes (56).
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