EP3800300A1 - Trinkwasserleitungssystem - Google Patents

Trinkwasserleitungssystem Download PDF

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EP3800300A1
EP3800300A1 EP19201318.3A EP19201318A EP3800300A1 EP 3800300 A1 EP3800300 A1 EP 3800300A1 EP 19201318 A EP19201318 A EP 19201318A EP 3800300 A1 EP3800300 A1 EP 3800300A1
Authority
EP
European Patent Office
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drinking water
cold water
water pipe
cooling section
line
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP19201318.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Bürli
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.)
Georg Fischer JRG AG
Original Assignee
Georg Fischer JRG AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Georg Fischer JRG AG filed Critical Georg Fischer JRG AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00—Water main or service pipe systems
    • E03B7/04—Domestic or like local pipe systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00—Water main or service pipe systems
    • E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons or valves, in the pipe systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03C—DOMESTIC PLUMBING INSTALLATIONS FOR FRESH WATER OR WASTE WATER; SINKS
    • E03C1/00—Domestic plumbing installations for fresh water or waste water; Sinks
    • E03C1/02—Plumbing installations for fresh water
    • E03C1/04—Water-basin installations specially adapted to wash-basins or baths
    • E03C1/044—Water-basin installations specially adapted to wash-basins or baths having a heating or cooling apparatus in the supply line
    • 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
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0073—Arrangements for preventing the occurrence or proliferation of microorganisms in the water

Definitions

  • the invention relates to a drinking water line system for a building with at least one cold water line and preferably a hot water line and a fresh water connection to the supply network and a method for cooling the drinking water in a cold water line of a building, the cold water line having a ring line containing at least one consumer, the consumer at least is connected to the cold water pipe and a cooling section.
  • cooling section for cooling the cold water is laid in the ground, the drinking water being circulated in the cold water pipe and a heat exchange being generated between the cooling section arranged in the ground and the drinking water in the cold water pipe.
  • the drinking water line system according to the invention for a building with at least one cold water line and preferably one hot water line and one Fresh water connection to the supply network has a cold water line which is designed as a ring line.
  • the drinking water pipeline system has a cooling section, the cooling section being laid in the ground for cooling the cold water. Since the temperature fluctuations in the ground are moderate over the entire seasons and at a depth of approx. 2 - 13 m there is a temperature between 5 - 18 ° C over the entire year, this can be used to cool the cold drinking water or for a Bring temperature below 25 ° C.
  • the cooling section is preferably formed by a section of the cold water line.
  • part of the cold water line which is designed as a ring line to allow the cold drinking water to circulate in it, runs through the ground, preferably at a depth between 2-13 m, especially preferably between 3-10 m Preferably laid in loops so that enough pipe meters can be inserted into the ground in a narrow space in order to achieve an optimal heat exchange between the lower temperature soil and the higher temperature cold drinking water.
  • At least 1 meter is laid in the ground as a cooling section.
  • the heat exchange between the ground and drinking water takes place in the pipeline via the surface of the pipeline, which lowers the temperature in the drinking water.
  • the cooling section of the pipeline is preferably made of a material that enables good heat exchange.
  • the wall thickness is preferably made as thin-walled as possible so as not to have a highly insulating layer between the soil and the drinking water.
  • the cooling section can preferably also be designed as a separate circuit which is not connected to the drinking water line, the heat exchange between the separate cooling section and the cold water line or the cold drinking water preferably taking place by means of a heat exchanger.
  • the separate circuit is also sunk into the ground, the separate circuit preferably containing a coolant as the cooling liquid. This has the advantage that the temperature difference between the separate circuit, which is used as a cooling section functions is larger and thus more efficient cooling can be exerted on the drinking water.
  • the cold water line has a pump for circulating the cold drinking water. This ensures a regular or constant exchange between the already heated and stagnant drinking water and the drinking water cooled by the cooling section.
  • a preferred embodiment is that the cooling section, which is designed as a separate circuit, has a pump, this enables an exchange between the coolant in the ground and that which flows through the heat exchanger and absorbs the heat of the drinking water or the cold of the coolant the drinking water gives off.
  • the drinking water is circulated in the cold water pipe and a heat exchange is generated between the cooling section arranged in the ground and the drinking water in the cold water pipe.
  • the heat exchange can take place in the drinking water itself, which means that the cooling section forms a section of the ring line of the cold drinking water line and the circulation of the drinking water causes a circulation, whereby the drinking water, which has given off the heat in the cooling section, mixes with the warmer drinking water which lowers the temperature.
  • the cooling section is designed as a separate circuit and the heat of the drinking water can preferably be given off to the cooling section by means of a heat exchanger, whereby the drinking water is cooled.
  • the system 1 has a cold water line 2, which includes a ring line.
  • the drinking water can circulate in the cold water line 2 through the ring line or can be circulated to avoid an increase in the growth of microbes.
  • the drinking water system 1 preferably has a hot water line 3, a pump 9 being arranged in the hot water circuit in order to ensure that the consumers have hot water.
  • a hot water generator 8 is arranged in the hot water circuit, to which fresh drinking water from the supply network 7 is fed.
  • At least one consumer 4 is arranged on the ring line, with the one shown in the figure Figure 1 several consumers 4 are connected, these can also be assigned to different apartments and the drinking water system 1 is connected over the entire building by means of a ring line.
  • the consumers must be connected to one another with at least one ring line so that the drinking water at the consumers or in their feed lines is regularly circulated and the temperature is thereby reduced.
  • the drinking water line system 1 has a cooling section 5, which is laid in the ground and is therefore at a lower temperature. By regularly circulating the water in the cold water pipe 2, the temperature in the drinking water can be kept below 25 ° C.
  • Variants I and II in Fig. 1 show possible ways of laying the cooling section 5 in the ground.
  • Variant I shows that the course of the cold water line 2 is led through the ground and so the subsection 10 of the cold water line 2 forms the cooling section 5, that is, the drinking water circulates directly through the Cooling section, as a result of which the lower temperature in the ground is transferred to the drinking water in the cooling section, which then flows on to the consumers and thereby the drinking water is circulated in the cold water pipe.
  • the circulation through the cooling section prevents the temperature in the drinking water from rising to over 25 ° C.
  • a separate circuit is shown which is arranged in the ground as a cooling section 5. It is advantageous if this cooling circuit has a cooling liquid, preferably glycol, as the circulating medium.
  • the separate cooling circuit 11 then absorbs the low temperatures of the ground or cools down over the ground and can preferably cool the drinking water in the drinking water line in a heat exchanger 12 or absorbs its heat.
  • a pump 13 is preferably arranged there.

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Abstract

Trinkwasserleitungssystem (1) für ein Gebäude mit mindestens einer Kaltwasserleitung (2) und vorzugsweise einer Warmwasserleitung (3) und einem Frischwasseranschluss zum Versorgungsnetz (7), wobei die Kaltwasserleitung (2) eine Ringleitung aufweist, beinhaltend mindestens einen Verbraucher (4), wobei der Verbraucher (4) zumindest an der Kaltwasserleitung (2) angeschlossen ist und einen Kühlabschnitt (5), wobei der Kühlabschnitt (5) zum Kühlen des Kaltwassers im Erdreich verlegt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Trinkwasserleitungssystem für ein Gebäude mit mindestens einer Kaltwasserleitung und vorzugsweise einer Warmwasserleitung und einem Frischwasseranschluss zum Versorgungsnetz und ein Verfahren zum Kühlen des Trinkwassers in einer Kaltwasserleitung eines Gebäudes, wobei die Kaltwasserleitung eine Ringleitung aufweist, beinhaltend mindestens einen Verbraucher, wobei der Verbraucher zumindest an der Kaltwasserleitung angeschlossen ist und einen Kühlabschnitt.
  • Normen und Richtlinien für die Trinkwasserinstallation fordern eine Begrenzung der Temperatur für das kalte Trinkwasser. Dadurch, dass eine Temperatur von 25°C nicht überschritten werden soll, soll eine Steigerung des Mikrobenwachstums vermieden werden. Heute wird zur Vermeidung der Steigerung des Mikrobenwachstums die Kaltwasserleitung regelmässig gespült. Nachteilig hierbei ist, dass das regelmässige Ausspülen des Kaltwassers einen hohen Wasserverbrauch mit sich bringt, vor allem in grösseren Gebäuden in denen eine Vielzahl von Verbrauchern am Trinkwassersystem angeschlossen sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung ein Trinkwasserleitungssystem und ein damit verbundenes Verfahren zum Kühlen des Trinkwassers vorzuschlagen, bei welchem die Temperatur von 25°C des kalten Trinkwassers nicht überschritten wird und dazu kein Wasserverlust in Kauf genommen werden muss. Des Weiteren soll keine externe Energie, wie beispielsweise Strom zum direkten, aktiven Kühlen des Trinkwassers aufgewendet werden müssen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Kühlabschnitt zum Kühlen des Kaltwassers im Erdreich verlegt ist, wobei das Trinkwasser in der Kaltwasserleitung zirkuliert wird und ein Wärmeaustausch zwischen dem im Erdreich angeordneten Kühlabschnitt und des Trinkwassers in der Kaltwasserleitung erzeugt wird.
  • Das erfindungsgemässe Trinkwasserleitungssystem für ein Gebäude mit mindestens einer Kaltwasserleitung und vorzugsweise einer Warmwasserleitung und einem Frischwasseranschluss zum Versorgungsnetz, weist eine Kaltwasserleitung auf die als Ringleitung ausgebildet ist. Das Trinkwasserleitungssystem weist einen Kühlabschnitt auf, wobei der Kühlabschnitt zum Kühlen des Kaltwassers im Erdreich verlegt ist. Da die Temperaturschwankungen im Erdreich über die gesamten Jahreszeiten gemässigt ausfallen und in einer Tiefe von ca. 2 - 13 m eine Temperatur zwischen 5 - 18°C über das gesamte Jahr vorliegt, kann diese genutzt werden um das kalte Trinkwasser zu kühlen bzw. auf eine Temperatur unter 25°C zu bringen.
  • Vorzugsweise wird der Kühlabschnitt durch einen Teilabschnitt der Kaltwasserleitung gebildet. Das heisst, einen Teil der Kaltwasserleitung, welche als Ringleitung ausgebildet ist um das kalte Trinkwasser darin zirkulieren zu lassen, verläuft durch das Erdreich, vorzugsweise in einer Tiefe zwischen 2 - 13 m, speziell bevorzugt zwischen 3 - 10 m. Die Rohrleitung des Kühlabschnitts ist vorzugsweise schlaufenartig verlegt damit auf engem Raum genügend Rohrmeter ins Erdreich eingebracht werden können um einen optimalen Wärmeaustausch zwischen dem tiefer temperierten Erdreich und dem höher temperierten kalten Trinkwasser zu erreichen.
  • Vorzugsweise ist mindestens 1 Meter als Kühlabschnitt im Erdreich verlegt. Über die Oberfläche der Rohrleitung findet der Wärmeaustausch zwischen Erdreich und Trinkwasser in der Rohrleitung statt, wodurch die Temperatur im Trinkwasser gesenkt wird. Vorzugsweise ist der Kühlabschnitt der Rohrleitung aus einem Material hergestellt das einen guten Wärmeaustausch ermöglicht. Vorzugsweise ist die Wandstärke möglichst dünnwandig ausgebildet um möglichst keine stark isolierende Schicht zwischen Erdreich und dem Trinkwasser zu haben.
  • Vorzugsweise kann der Kühlabschnitt auch als separater Kreislauf ausgebildet sein der nicht mit der Trinkwasserleitung verbunden ist, wobei der Wärmeaustausch zwischen separatem Kühlabschnitt und der Kaltwasserleitung bzw. dem kalten Trinkwasser vorzugsweise mittels Wärmetauscher stattfindet. Selbstverständlich ist auch der separate Kreislauf im Erdreich versenkt, wobei der separate Kreislauf vorzugsweise ein Kühlmittel als Kühlflüssigkeit enthält. Dies hat den Vorteil, dass der Temperaturunterschied zwischen dem separaten Kreislauf, welcher als Kühlabschnitt fungiert grösser ist und dadurch kann eine effizientere Kühlung auf das Trinkwasser ausgeübt werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Kaltwasserleitung eine Pumpe zur Zirkulation des kalten Trinkwassers aufweist. Dies gewährleistet einen regelmässigen oder auch konstanten Austausch zwischen dem bereits erwärmten und stagnierten Trinkwasser und dem mittels dem Kühlabschnitt abgekühlten Trinkwasser.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass der Kühlabschnitt, der als separater Kreislauf ausgebildet ist, eine Pumpe aufweist, dies ermöglicht einen Austausch zwischen dem Kühlmittel im Erdreich und dem welches durch den Wärmetauscher strömt und die Wärme des Trinkwassers aufnimmt bzw. die Kälte des Kühlmittels an das Trinkwasser abgibt.
  • Beim erfindungsgemässen Verfahren zum Kühlen des Trinkwassers in einer Kaltwasserleitung eines Gebäudes mit einer Kaltwasserleitung und vorzugsweise einer Warmwasserleitung wird das Trinkwasser in der Kaltwasserleitung zirkuliert und ein Wärmeaustausch zwischen dem im Erdreich angeordneten Kühlabschnitt und des Trinkwassers in der Kaltwasserleitung erzeugt. Der Wärmeaustausch kann im Trinkwasser selbst stattfinden, das heisst, dass der Kühlabschnitt einen Teilabschnitt der Ringleitung der kalten Trinkwasserleitung bildet und durch das Zirkulieren des Trinkwassers eine Umwälzung erfolgt, wodurch das Trinkwasser, welches die Wärme im Kühlabschnitt abgegeben hat, sich mit dem wärmeren Trinkwasser durchmischt, wodurch die Temperatur gesenkt wird.
  • Alternativ besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Kühlabschnitt als separater Kreislauf ausgebildet ist und vorzugsweise mittels eines Wärmetauschers die Wärme des Trinkwassers an den Kühlabschnitt abgegeben werden kann, wodurch das Trinkwasser gekühlt wird.
  • Alle Ausgestaltungmöglichkeiten sind untereinander frei kombinierbar sowie alle Merkmale des Trinkwasserleitungssystem auf das Verfahren und umgekehrt anwendbar sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur beschrieben, wobei sich die Erfindung nicht nur auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Trinkwasserleitungssystem, wobei I und II zwei Varianten des Kühlabschnitts darstellen.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Zeichnung zeigt schematisch ein erfindungsgemässes Trinkwassersystem 1 in einem Gebäude. Das System 1 weist eine Kaltwasserleitung 2 auf, wobei diese eine Ringleitung beinhaltet. Durch die Ringleitung kann das Trinkwasser in der Kaltwasserleitung 2 zirkulieren bzw. zur Vermeidung einer Steigerung des Mikrobenwachstums umgewälzt werden. Vorzugsweise weist das Trinkwassersystem 1 eine Warmwasserleitung 3 auf, wobei eine Pumpe 9 im Warmwasserkreislauf angeordnet ist um warmes Wasser an den Verbrauchern sicherstellt. Zudem ist im Warmwasserkreislauf ein Warmwassererzeuger 8 angeordnet, dem frisches Trinkwasser aus dem Versorgungsnetz 7 eingespeist wird. An der Ringleitung ist mindestens ein Verbraucher 4 angeordnet, wobei in der abgebildeten Figur 1 mehrere Verbraucher 4 angeschlossen sind, wobei diese auch unterschiedlichen Wohnungen zugewiesen werden können und das Trinkwassersystem 1 über das ganze Gebäude mittels einer Ringleitung verbunden ist. Selbstverständlich sind aber auch andere Arten der Verrohrung möglich, jedoch sind die Verbraucher mit mindestens einer Ringleitung untereinander zu verbinden damit das Trinkwasser an den Verbrauchern bzw. in deren Zuleitungen regelmässig umgewälzt und dadurch die Temperatur gesenkt wird. Um die Temperatur des Trinkwassers in der Kaltwasserleitung 2 nicht über 25°C ansteigen zu lassen, weist das Trinkwasserleitungssystem 1 ein Kühlabschnitt 5 auf, dieser ist im Erdreich verlegt und ist dadurch tiefer temperiert. Durch die regelmässige Umwälzung des Wassers in der Kaltwasserleitung 2 kann so die Temperatur im Trinkwasser unter 25°C gehalten werden.
  • Die Varianten I und II in Fig. 1 zeigen mögliche Arten um den Kühlabschnitt 5 im Erdreich zu verlegen. Variante I zeigt auf, dass der Verlauf der Kaltwasserleitung 2 durch das Erdreich geführt wird und so der Teilabschnitt 10 der Kaltwasserleitung 2 den Kühlabschnitt 5 bildet, das heisst, das Trinkwasser zirkuliert direkt durch den Kühlabschnitt, wodurch die tiefere Temperatur im Erdreich auf das Trinkwasser im Kühlabschnitt übergeht, welches dann weiter zu den Verbrauchern strömt und dadurch das Trinkwasser in der Kaltwasserleitung umgewälzt wird. Selbstverständlich strömt über den Frischwasseranschluss bei einem Verbrauch von Trinkwasser auch immer wieder frisches Trinkwasser in die Kaltwasserleitung. Jedoch auch bei keinem Trinkwasserverbrauch wird durch die Umwälzung über den Kühlabschnitt dennoch vermieden, dass die Temperatur im Trinkwasser auf über 25°C ansteigt.
  • Alternativ ist in Variante II ein separater Kreislauf abgebildet der im Erdreich als Kühlabschnitt 5 angeordnet ist. Es ist vorteilhaft wenn dieser Kühlkreislauf als zirkulierendes Medium eine Kühlflüssigkeit aufweist, vorzugsweise Glykol. Der separate Kühlkreislauf 11 nimmt dann die tiefen Temperaturen des Erdreichs auf bzw. kühlt sich über das Erdreich ab und kann vorzugsweise in einem Wärmetauscher 12 das Trinkwasser in der Trinkwasserleitung abkühlen bzw. nimmt dessen Wärme auf.
    Um auch im separaten Kreislauf eine Zirkulation zu erreichen, ist dort vorzugsweise eine Pumpe 13 angeordnet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Trinkwasserleitungssystem
    2
    Kaltwasserleitung
    3
    Warmwasserleitung
    4
    Verbraucher
    5
    Kühlabschnitt
    6
    Pumpe Kaltwasserkreislauf
    7
    Frischwasseranschluss Versorgungsnetz
    8
    Warmwassererzeuger
    9
    Pumpe Warmwasser
    10
    Teilabschnitt Kaltwasserleitung
    11
    Separater Kreislauf
    12
    Wärmetauscher
    13
    Pumpe separater Kreislauf

Claims (10)

  1. Trinkwasserleitungssystem (1) für ein Gebäude mit mindestens einer Kaltwasserleitung (2) und vorzugsweise einer Warmwasserleitung (3) und einem Frischwasseranschluss zum Versorgungsnetz (7), wobei die Kaltwasserleitung (2) eine Ringleitung aufweist, beinhaltend mindestens einen Verbraucher (4), wobei der Verbraucher (4) zumindest an der Kaltwasserleitung (2) angeschlossen ist und einen Kühlabschnitt (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlabschnitt (5) zum Kühlen des Kaltwassers im Erdreich verlegt ist.
  2. Trinkwasserleitungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlabschnitt (5) durch einen Teilabschnitt (10) der Kaltwasserleitung (2) gebildet ist.
  3. Trinkwasserleitungssystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlabschnitt (5) durch einen separaten Kreislauf (11) gebildet ist.
  4. Trinkwasserleitungssystem (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wärmetauscher (12) zwischen dem separaten Kreislauf (11) und der Kaltwasserleitung (2) angeordnet ist.
  5. Trinkwasserleitung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlabschnitt (5) mindestens einen Meter im Erdreich verläuft.
  6. Trinkwasserleitung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kaltwasserleitung (2) eine Pumpe (13) zur Zirkulation des Kaltwassers angeordnet ist.
  7. Trinkwasserleitung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im separaten Kreislauf (11) eine Pumpe (13) angeordnet ist.
  8. Trinkwasserleitung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im separaten Kreislauf (11) ein Kühlmittel vorzugsweise Glykol vorliegt.
  9. Verfahren zum Kühlen des Trinkwassers in einer Kaltwasserleitung (2) eines Gebäudes mit einer Kaltwasserleitung (2) und vorzugsweise einer Warmwasserleitung (3), wobei das Trinkwasser in der Kaltwasserleitung (2) zirkuliert wird und ein Wärmeaustausch zwischen dem im Erdreich angeordneten Kühlabschnitt (5) und des Trinkwassers in der Kaltwasserleitung (2) erzeugt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlabschnitt (5) durch einen separaten Kühlkreislauf (11) gebildet wird und mittels eines Wärmetauschers (12) ein Wärmeaustausch zwischen der Kaltwasserleitung (2) und dem separaten Kühlkreislauf (11) erzeugt wird.
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Cited By (1)

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