EP4720420A1 - Duschvorrichtung mit einem zirkulationswasserstrang - Google Patents

Abstract

Duschvorrichtung (1 ) mit einem Zirkulationswasserstrang aufweisend - einen Auffangbehälter (2) für Zirkulationswasser, - eine Zirkulationsleitung (6), durch die das Zirkulationswasser vom Auffangbehälter (2) zu einem Duschkopf (7) geführt werden kann, und - eine Zirkulationswasserpumpe (8), mit welcher das Zirkulationswasser durch die Zirkulationsleitung (6) gepumpt werden kann.

Description

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Titel: Duschvorrichtung mit einem Zirkulationswasserstrang

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft eine Duschvorrichtung nach dem Obergriff des Anspruchs 1.

Ein Duschvorgang mit einer herkömmlichen Frischwasserdusche, in der das Duschwasser direkt in den Abfluss geleitet wird, dauert durchschnittlich zwischen 3 und 10 Minuten und verbraucht 20 bis 90 Liter Frischwasser. Davon ausgehend, dass zur eigentlichen Reinigung lediglich 2 Minuten ausreichend sind, dient die restliche Zeit dem Wohlbefinden und der Entspannung.

Bei mobilen Duschanordnungen und fernab der Zivilisation ist die Bereitstellung ausreichender Mengen Frischwassers, deren Entsorgung und deren Beheizung jedoch ein großes Problem.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine neue Duschvorrichtung vorzuschlagen, die die obigen Nachteile vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung nach der Lehre des unabhängigen Anspruchs gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Duschvorrichtung mit einem Zirkulationswasserstrang gelöst, aufweisend einen Auffangbehälter für Zirkulationswasser, eine Zirkulationsleitung, durch die das Zirkulationswasser vom Auffangbehälter zu einem Duschkopf geführt werden kann, und eine Zirkulationswasserpumpe, mit welcher das Zirkulationswasser durch die Zirkulationsleitung gepumpt werden kann. adares CMP- 101 -WO

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Das Duschwasser zirkuliert als Zirkulationswasser von der Zirkulationswasserpumpe gepumpt durch den Zirkulationswasserstrang vom Auffangbehälter über die Zirkulationsleitung zum Duschkopf und von dort wieder in den Auffangbehälter im Kreislauf.

Der Auffangbehälter kann dabei beliebig ausgestaltet sein. Er kann beispielsweise innerhalb der Duschwanne, oder der Schwerkraft folgend unterhalb des Abflusses der Duschwanne oder andernorts innerhalb der Zirkulationsleitung angeordnet sein.

Durch das zirkulierende Duschwasser wird der Wasserverbrauch für einen Duschvorgang erheblich verringert. Daher sinkt der Aufwand für die Bereitstellung und die Entsorgung des Wassers wie auch der Energieaufwand zu dessen Beheizung.

Wenn beispielsweise 5 Liter Zirkulationswasser im Zirkulationswasserstrang zirkulieren, müssen nur 5 Liter (anstatt 20 bis 90 Liter) bereitgestellt und entsorgt werden. Außerdem müssen in diesem Beispiel nur 5 Liter kaltes Wasser auf Körpertemperatur erwärmt werden. Während des zirkulierenden Duschvorgangs wird fortlaufend nur ein kleiner Wärmeverlust des Zirkulationswassers im Zirkulationswasserstrang ausgeglichen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich ein Frischwasserstrang vorgesehen, über welchen der Duschkopf mit Frischwasser versorgt werden kann.

Der Frischwasserstrang kann beispielsweise über einen Frischwassertank oder eine Frisch Wasserleitung beschickt werden. Wenn der Zirkulationswasserstrang noch nicht betriebsbereit oder defekt ist, kann bis zur Betriebsbereitschaft des Zirkulationswasserstrangs der Frischwasserstrang den Duschkopf mit Duschwasser versorgen und somit ein unterbrechungsfreier Betrieb der Duschvorrichtung gewährleistet werden. adares CMP- 101 -WO

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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in die Zirkulationsleitung ein Wärmetauscher integriert, welcher Wärme auf das Zirkulationswasser übertragen kann.

Die Ausbildung dieses Wärmetauschers ist grundsätzlich beliebig. Der Wärmetauscher gewährleistet eine kontaktlose Erwärmung des Zirkulationswasser. Darüber hinaus bietet diese Variante eine hygienische Trennung des Zirkulationswassers. Das Zirkulationswasser kommt nur in Kontakt mit dem Duschnutzer und kann seinerseits mangels Kontakts keine anderen Medien kontaminieren noch von anderen Medien kontaminiert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die Zuführung der Wärme an den Wärmetauscher über eine variable Wärmequelle erfolgen.

Der Wärmetauscher bildet damit praktisch eine variable Wärmeschnittstelle für den Zirkulationswasserstrang, an die verschiedene Arten von Wärmequellen angeschlossen werden können.

Dies können einerseits elektrische Heizungen sein, wie auch Gasheizungen, Fahrzeugheizungen, Dieselheizungen, solare Systeme, hydraulische Heizungen oder Abwärme aus Prozesstechnik. Die Heizungen können beispielsweise in Form von Durchlauferhitzern oder Boilern ausgebildet sein. Diese Heizungen erwärmen durch den Wärmetauscher geleitetes Wasser, welches die Wärmequelle für den Wärmetauscher bildet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist eine erste Seite des Wärmetauschers in den Frischwasserstrang integriert und eine zweite Seite des Wärmetauschers in den Zirkulationswasserstrang integriert, sodass Wärme vom Frischwasser aus dem Frischwasserstrang über den Wärmetauscher auf Zirkulationswasser im Zirkulationswasserstrang übertragen werden kann. adares CMP- 101 -WO

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Bei dieser Variante kann bereits im Frischwasserstrang vorhandene Wärme kontaktlos ohne Kontaminationsgefahr zwischen den Strängen auf den Zirkulationswasserstrang zur Nachheizung übertragen werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Wärmetauscher als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Dies bietet soliden und sicheren Betrieb. Der Plattenwärmetauscher kann mit einer Seite in den Frischwasserstrang integriert werden und mit einer anderen Seite in den Zirkulationswasserstrang.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist in den Frischwasserstrang eine Frischwasserheizung integriert. Diese kann beispielsweise als Durchlauferhitzer oder als Boiler oder als eine Kombination aus Beiden ausgebildet sein und das Frischwasser im Frischwasserstrang auf Duschtemperatur erwärmen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Wärmetauscher in die Frischwasserheizung integriert. Bei dieser Variante kann es sich beispielsweise um einen Warmwasserspeicher als Frischwasserheizung handeln, insbesondere einen Boiler. Der Wärmetauscher ist bei dieser Ausführungsform in den Warmwasserspeicher integriert und übertragt Wärme vom im Warmwasserspeicher befindlichen Frischwasser auf das Zirkulationswasser.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist im Frischwasserstrang eine Heizwasserpumpe integriert, wobei die Heizwasserpumpe Frischwasser durch die erste Seite des Wärmetauschers innerhalb des Frischwasserstrangs pumpen kann, und wobei die Förderleistung der Heizwasserpumpe abhängig von der Temperatur des Zirkulationswassers gesteuert wird. Darüber kann die Stärke der Erwärmung des Zirkulationswassers beeinflusst werden.

Je langsamer die Heizwasserpumpe pumpt, desto weniger warmes Frischwasser passiert den Wärmetauscher auf der Seite des Frischwasserstrangs und desto weniger Wärme kann auf das Zirkulationswasser im Zirkulationswasserstrang adares CMP- 101 -WO

- 5 - übertragen werden; desto kälter bleibt das Zirkulationswasser also und umgekehrt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematisierte Übersicht der Komponenten eines Beispiels einer Duschvorrichtung und deren Verbindungen. aus Fig. 1 :

Die Duschvorrichtung 1 hat einen Zirkulationswasserstrang. Der Zirkulationswasserstrang beginnt am Auffangbehälter 2, welcher unterhalb der Dusch wanne 3 angeordnet ist und das Duschwasser beim Duschvorgang sammelt. Über einen Überlauf 4 ist der Auffangbehälter 2 sicherheitshalber an den Ablauf 5 angeschlossen, der das System entwässert.

Über die Zirkulationsleitung 6 wird das Zirkulationswasser vermittels der Zirkulationswasserpumpe 8 aus dem Auffangbehälter 2 zu einem hier nicht gezeigten Duschkopf geleitet, der an den Duschstutzen 7 angeschlossen wird.

Des Weiteren hat die Duschvorrichtung 1 einen Frischwasserstrang. Dieser umfasst einen Frisch Wassertank 9, welches über die Frischwasserleitung 10 zum Duschkopf gelangen kann.

In die Zirkulationsleitung 6 ist ein Wärmetauscher 11 , hier als Plattenwärmetauscher, integriert, welcher Wärme auf das Zirkulationswasser überträgt. Dazu ist die erste Seite 12 des Wärmetauschers 11 in den Frischwasserstrang integriert und die zweite Seite 13 des Wärmetauschers 11 ist in den Zirkulationswasserstrang integriert.

Dadurch kann Wärme vom Frischwasserstrang über den Wärmetauscher an den Zirkulationswasserstrang übertragen werden. adares CMP- 101 -WO

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In den Frischwasserstrang ist eine Frischwasserheizung integriert, die hier als Boiler mit Heizstab 14 ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Frischwasserheizung noch einen Durchlauferhitzer 15 zur Unterstützung.

Der Frischwasserstrang umfasst weiterhin eine Heizwasserpumpe 16, welche Frischwasser durch die erste Seite 12 des Wärmetauschers 11 innerhalb des Frischwasserstrangs pumpen kann.

Beschreibung der Frischwasserphase des Duschvorgangs:

Zu Beginn des Duschvorgangs, wenn Duschwasser an der Armatur 17 angefordert wird, pumpt die Frischwasserpumpe 18 Frischwasser aus dem Frischwassertank 9 über einen kalten und einen warmen Zweig im Frischwasserstrang an den Duschstutzen 7. Im warmen Zweig befinden sich die oben erwähnten Frischwasserheizungen 14 und 15.

Das aus dem Duschstutzen 7 über den hier nicht gezeigten Duschkopf abfließende Duschwasser - bisher Frischwasser - sammelt sich im Auffangbehälter 2 und wird nun zu gebrauchtem Zirkulationswasser.

Sobald der Schwimmerschalter 19 bei ausreichendem Wasserstand aktiviert wird, beginnt die Umschaltung des Duschvorgangs auf den Zirkulationswasserstrang.

Beschreibung der Zirkulationswasserphase des Duschvorgangs:

Während die Frischwasserpumpe 18 den Duschstutzen 7 noch mit Frischwasser versorgt, startet die Zirkulationswasserpumpe 8 und saugt über die Zirkulationsleitung 6 das Zirkulationswasser aus dem Auffangbehälter 2 durch den Partikelfilter 20 an.

Die Zirkulationswasserpumpe 8 pumpt das Zirkulationswasser weiter durch den

UV-C-Filter 21 zur Desinfektion und Abtötung 99,999% aller Keime und adares CMP- 101 -WO

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Bakterien und durch die zweite Seite 13 des Wärmetauschers 11 zur Erwärmung weiter über die Zirkulationsleitung 6 zum gleichen Duschstutzen 7, der auch mit dem Frischwasserstrang in Verbindung steht.

Am UV-C-Filter 21 , also vor dem Eingang zum Wärmetauscher 11 , wird die Temperatur des Zirkulationswassers gemessen. Wenn diese Temperatur einen bestimmten Grenzwert unterschreitet, wird die Heizwasserpumpe 16 eingeschaltet.

Heizwasserpumpe 16 zirkuliert warmes Frischwasser innerhalb des Frischwasserstrangs durch den Boiler 14 und den Durchlauferhitzer 15 und durch die erste Seite 12 des Wärmetauschers 11 . Dadurch wird Wärme vom Frischwasserstrang an der ersten Seite 12 auf den Zirkulationswasserstrang an der zweiten Seite 13 des Wärmetauschers 11 übertragen. Der Zirkulationswasserstrang benötigt so keine eigene zusätzliche Heizeinrichtung und es kann keine Kontamination zwischen Zirkulationswasserstrang und Frischwasserstrang stattfinden.

Die Förderleistung der Heizwasserpumpe 16 wird abhängig von der Temperatur des Zirkulationswassers im Zirkulationswasserstrang gesteuert. Je kälter das Zirkulationswasser ist, je mehr Wärme also auf das Zirkulationswasser übertragen werden muss, desto höher wird die Förderleistung der Heizwasserpumpe 16 gesteuert. Die Förderleistung der Heizwasserpumpe 16 kann beispielsweise über die Drehzahl des Pumpenmotors gesteuert werden.

Beim Start der Heizwasserpumpe 16 öffnet das Ventil 22 für kurze Zeit, beispielsweise 2 Sekunden, um erkaltetes Wasser zunächst aus der Zirkulationsleitung 6 abzulassen und schließt dann wieder.

Zeitgleich öffnet Ventil 23 und schließt Ventil 24, sodass der Frischwasserstrang abgekoppelt wird. adares CMP- 101 -WO

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Sollte die Temperatur des Zirkulationswasser zu hoch werden und Verbrennungsgefahr drohen, mischt das thermostatische 3-Wegeventil 25 kaltes Frisch wasser bei. Ansonsten erfolgt der Duschvorgang nun über den Zirkulationswasserstrang.

Beschreibung der Reinigungsphase nach dem Duschvorgang:

Wenn der Duschvorgang eine vorbestimmte Zeit unterbrochen wird, beispielsweise 4 Minuten, wird die Reinigungsphase gestartet. Dazu detektiert der Durchflussmesser 26 die Zeitdauer der Duschunterbrechung.

Zunächst pumpt die Zirkulationswasserpumpe 8 eine vorbestimmte Zeit lang, beispielsweise 3 Sekunden, den Auffangbehälter 2 leer und entsorgt das Zirkulationswasser über Ventil 27 in den Ablauf 5.

Danach startet, für beispielsweise 5 Sekunden, die Frischwasserpumpe 18 und pumpt Frischwasser durch den Boiler 14 und den Durchlauferhitzer 15, sodass erwärmtes Wasser, beispielsweise 55 Grad Celsius, über die Ventile 24 und 23 rückwärts durch Wärmetauscher 11 und über das Ventil 27 zum Ablauf 5 gelangen können.

Danach öffnen die Ventile 28 und 29 und spülen den Partikelfilter 20 rückwärts ebenfalls mit warmen Frischwasser.

Nun ist die Duschvorrichtung rückgespült und hygienisch aufbereitet für den nächster Nutzer.

Im Falle eines Defektes im Zirkulationsstrang lässt sich vermittels des manuellen Ventils 30 vom Zirkulationsstrang auf den Frischwasserstrang umschalten, um die Duschvorrichtung trotz Defekt weiterbetreiben zu können. adares CMP- 101 -WO

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Bezugszeichenliste:

1 Duschvorrichtung

2 Auffangbehälter

3 Duschwanne

4 Überlauf

5 Ablauf

6 Zirkulationsleitung

7 Duschstutzen (Duschkopf)

8 Zirkulationswasserpumpe

9 Frischwassertank

10 Frisch Wasserleitung

11 Wärmetauscher

12 Erste Seite des Wärmetauschers

13 Zweite Seite des Wärmetauschers

14 Boiler mit Heizstab

15 Durchlauferhitzer

16 Heizwasserpumpe

17 Armatur

18 Frischwasserpumpe

19 Schwimmerschalter

20 Partikelfilter

21 UV-C-Filter

22 Ventil

23 Ventil

24 Ventil

25 Thermostatisches 3-Wege-Ventil

26 Durchflussmesser

27 Ventil

28 Ventil

29 Ventil

30 Manuelles Ventil

Claims

adares CMP- 101 -WO - 10 - Patentansprüche:

1 . Duschvorrichtung (1 ) mit einem Zirkulationswasserstrang aufweisend

- einen Auffangbehälter (2) für Zirkulationswasser,

- eine Zirkulationsleitung (6), durch die das Zirkulationswasser vom Auffangbehälter (2) zu einem Duschkopf (7) geführt werden kann, und

- eine Zirkulationswasserpumpe (8), mit welcher das Zirkulationswasser durch die Zirkulationsleitung (6) gepumpt werden kann.

2. Duschvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Frischwasserstrang vorgesehen ist, über welchen der Duschkopf (7) mit Frischwasser versorgt werden kann.

3. Duschvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zirkulationsleitung (6) ein Wärmetauscher (11 ) integriert ist, welcher Wärme auf das Zirkulationswasser übertragen kann.

4. Duschvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Wärme an den Wärmetauscher (11 ) über eine variable Wärmequelle erfolgen kann.

5. Duschvorrichtung (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Seite (12) des Wärmetauschers (11 ) in den Frischwasserstrang integriert ist und eine zweite Seite (13) des Wärmetauschers (11 ) in den Zirkulationswasserstrang integriert ist, sodass Wärme vom Frischwasser aus dem Frischwasserstrang über den Wärmetauscher (11 ) auf Zirkulationswasser im Zirkulationswasserstrang übertragen werden kann.

6. Duschvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (11 ) als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist.

7. Duschvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, adares CMP- 101 -WO

- 11 - dass in den Frischwasserstrang eine Frischwasserheizung (14, 15) integriert ist.

8. Duschvorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher in die Frischwasserheizung integriert ist.

9. Duschvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Frischwasserstrang eine Heizwasserpumpe (16) integriert ist, wobei die Heizwasserpumpe (16) Frischwasser durch die erste Seite (12) des Wärmetauschers (11 ) innerhalb des Frischwasserstrangs pumpen kann, und wobei die Förderleistung der Heizwasserpumpe (16) abhängig von der Temperatur des Zirkulationswassers gesteuert wird.