Fördervorrichtung zur zyklischen Förderung des in einer Warmwasser- Verteilerleitung abgekühlten Rohrinhaltes

Abstract

 Zur sofortigen Bereitstellung von Warmwasser an den Zapfhähnen wird zwischen dem Warmwasser- und dem Kaltwasserstrang einer Hausinstallation eine Pumpe (1,2,3,4) eingeschaltet, deren Gehäuse ein erstes Ventil (12) zur Verhinderung von Kaltwasser-Übertritt in die Warmwasser-Verteilerleitung und ein zweites Ventil (9,11) zur Verhinderung des ungewollten Übertritts von Warmwasser in den Kaltwasserstrang (21) aufweist. Das zweite Ventil (9,11) wird durch eine Hilfseinrichtung geöffnet sobald die Pumpe (1,2,3,4) abgekühltes Wasser der Warmwasser-Verteilerleitung (20) in die Kaltwasser-Verteilerleitung (21) fördert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, die am Ende eines Warm- und Kaltwasser-Versorgungssystems zwischen der Warmwasser-Verteilerleitung und der mit dem Warmwassererzeuger kommunizierenden Kaltwasser-Verteilerleitung eingebunden ist und Zyklisch das abgekühlte Wasser aus der Warmwasser-Verteilerleitung in die Kaltwasser-Verteilerleitung fördert, bis jeweils wieder die gesamte Warmwasser-Verteilerleitung mit Wasser von einer vorgewählten Temperatur gefüllt ist.

[0002] Es sind Wasserwiedergewinnungs-Einrichtungen bekannt (US Patent 5,277,219), bei denen eine Pumpe 46 durch einen Strömungsschalter 64 eingeschaltet wird, sobald ein Warmwasserzapfhahn geöffnet wird. Die Pumpe fördert dann den in der Warmwasser-Verteilerleitung abgekühlten Wasserinhalt durch die Kaltwasser-Verteilerleitung zurück in den Warmwassererzeuger, um einen Verlust dieser Wassermenge zu verhindern. Ein nahe am Warmwassererzeuger gelegener erster Zapfhahn 40 verfügt dadurch bei Einschaltung der Pumpe 46 fast ohne Zeitverzug über Warmwasser, ein in größerer Entfernung gelegener zweiter Zapfhahn dagegen erhält erst Warmwasser, wenn der in der Warmwasser-Verteilerleitung zwischen dem ersten Zapfhahn und dem zweiten Zapfhahn befindliche abgekühlte Leitungsinhalt ausströmt oder in die Kaltwasser-Verteilerleitung gefördert ist. Der ausgeströmte Leitungsinhalt ist verloren.

[0003] Es sind weiterhin Zirkulationssysteme bekannt, bei denen der Leitungsinhalt der Warmwasser-Verteilerleitung über eine Rezirkulationsleitung zum Warmwassererzeuger zurückgefördert wird. Eine Rezirkulationsleitung kann aber nachträglich in aller Regel nur mit hohem Aufwand installiert werden, sie bedarf außerdem einer Eintritts-armatur im tiefliegenden, kälteren Bereich des Warmwassererzeugers.

[0004] Die Erfindung vermeidet alle Nachteile beider Systeme.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist die Rezirkulation des in der Warmwasser-Verteilerleitung abgekühlten Rohrinhaltes durch Rückführung dieses Inhaltes zum Warmwassererzeuger durch die Kaltwasser-Verteilerleitung hindurch.

[0006] Die Erfindung sieht in Installationssystemen mit einer Warmwasser-Verteilerleitung gespeist durch einen Warmwassererzeuger, der mit der Kaltwasser-Verteilerleitung kommuniziert, eine Fördervorrichtung zur zyklischen Förderung des in der Warmwasser-Verteilerleitungen abgekühlten Rohrinhaltes zurück zum Warmwassererzeuger vor. Diese besteht aus einer Pumpe, deren Eintrittsöffnung mit dem Endbereich der Warmwasser-Verteilerleitung verbunden ist und deren Druckbereich mit einem Raum kommuniziert, der bei Betrieb der Pumpe über ein Rückschlagventil mit der Kaltwasser-Verteilerleitung kommuniziert, wobei das Rückschlagventil ein Einströmen von Kaltwasser aus der Kaltwasser-Verteilerleitung in die Warmwasser-Verteilerleitung verhindert. Dieser Raum weist ein zweites Ventil auf, das in entgegengesetzter Richtung ein Einströmen von Warmwasser in die Kaltwasser-Verteilerleitung unterbricht. Da beim Öffnen eines Kaltwasser-Zapfhahnes ein Druckabfall am Ende der Kaltwasser-Verteilerleitung entsteht, würde sonst Warmwasser in die Kaltwasser-Verteilerleitung strömen. Dieses zweite Ventil ist so ausgebildet, daß sein Schließkörper die Verbindung zwischen dem genannten Raum und dem Rückschlagventil bei abgeschalteter Pumpe sperrt, daß er jedoch beim Einschalten der Pumpe durch den Pumpendruck vom Ventilsitz abgehoben wird, wodurch das von der Pumpe geförderte Wasser durch das Rückschlagventil hindurch in die Kaltwasser-Verteilerleitung gefördert wird. Der Schließkörper ist vorteilhafterweise als Bereich einer im Durchmesser größeren gummielastischen Membran ausgebildet, deren eine Seite dem Ansaugbereich des Schaufelrades der Pumpe zugewandt ist und dessen andere Seite bis auf die als Schließkörper ausgebildete mittlere Zone dem genannten Raum, der mit dem Druckbereich der Pumpe kommuniziert, zugewandt ist. Sobald der Wasserinhalt in der Pumpe die Temperatur erreicht hat, die für die Zapfhähne vorgesehen ist, schaltet ein Thermoschalter die Pumpe ab, bis eine Abkühlung auf eine gerade noch zulässige untere Temperatur erreicht ist, danach beginnt der Zyklus von neuem. An die Stelle eines temperaturabhängigen Schalters kann auch ein Schalter treten, der in Abhängigkeit vom Gradienten der Temperaturzunahme die Pumpe bereits abschaltet, bevor der Warmwasserstrom, der die Gebrauchstemperatur erreicht hat, bis zur Pumpe gelangt ist. An die Stelle einer automatischen Schaltung kann auch ein manueller Schalter treten.

[0007] In Anlagen, bei denen eine Temperaturanhebung in der Kaltwasser-Verteilerleitung unerwünscht ist, sieht die Erfindung die Zwischenschaltung eines Behälters mit großer Oberfläche vor, dessen Volumen annähernd dem Füllvolumen der Warmwasser-Verteilerleitung entspricht. An die Stelle von Kühlrippen kann auch ein Rohrwendel treten, das den Vorteil bietet, daß sich nicht warmes Wasser mit bereits abgekühltem Wasser vermischt.

[0008] Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden.

Figur 1 zeigt schematisiert die Pumpen -Ventil - Einheit.

Figur 2 zeigt das Schaltbild einer Wasser-Verteilungsanlage.

Figur 3 zeigt ein Pumpengehäuse mit vier Öffnungen.

[0009] Figur 1 zeigt die erfindungsgemässe Fördervorrichtung. Der Stator 1 erzeugt ein Drehfeld und ist durch eine dünnwandige Trennwand 2 vom Wasserbereich getrennt. Ein sphärischer Rotor 3 bildet mit dem Schaufelrad 4 eine umlaufende Einheit. Die Öffnung 5 des Pumpengehäuses ist mit der Warmwasser-Verteilerleitung 20 verbunden. Durch das Schaufelrad 4 wird das in der Warmwasser-Verteilerleitung 20 abgekühlte Warmwasser in das Spiralgehäuse 6 gefördert. Von dort aus gelangt es durch das Ende des Spiralkanals 7 des Spiralgehäuses in den Raum 8, dessen der Austrittsseite abgewandte Wandung als elastische Membran 9 ausgebildet ist. Durch den Druck der Pumpe, der auf den äußeren Ringbereich 9A der Membran 9, die den Schließkörper 9B umgibt, eine Kraft ausübt, wird die Membran 9 aus der gestrichelt gezeichneten Stellung 9C gegen die Kraft der Feder 15 in die ausgezeichnete Position bewegt, wodurch der Schließkörperbereich 9B vom Ventilsitz 11 abgehoben wird. Gleichzeitig öffnet sich durch den Pumpendruck das Rückschlagventil 12, so daß der abgekühlte Inhalt der Warmwasser-Verteilerleitung 20 durch die Pumpengehäuse-Austrittsöffnung 13 in die Kaltwasser-Verteilerleitung 21 gefördert wird. In gut wärmeleitendem Kontakt mit der Trennwand 2 ist ein Temperaturfühler oder Thermoschalter 14 angeordnet, durch den die Pumpe 1, 2, 3, 4 abgeschaltet wird, sobald eine ausreichende Wassertemperatur am Ende der Warmwasser-Verteilerleitung erreicht ist. Vorteilhaft ist eine Schaltvorrichtung, durch die die Ausschaltung bereits erfolgt, sobald ein vorgegebener Temperaturgradient anzeigt, daß die Warmwasserfront annähernd das Ende der Warmwasser-Verteilerleitung erreicht hat.

[0010] Da jede Zapfstellenöffnung zu einem Druckabfall im zugehörigen Leitungsteil der Verteilerleitung führt, würde aus der Verteilerleitung, deren Zapfstellen geschlossen bleiben, Wasser in die andere Verteilerleitung strömen. Um dies zu verhindern, sperrt in Durchströmungsrichtung von der Kaltwasser-Verteilerleitung zur Warmwasser-Verteilerleitung das Rückschlagventil 12 und in der Gegenrichtung der Schließkörper 9B der Membran 9 den Übertritt von Wasser von einer Verteilerleitung zur anderen.

[0011] Figur 2 zeigt das Schaltbild mit den beiden Verteilerleitungen 20 und 21, zwischen denen die Pumpe 22 eingebunden ist. Die Warmwasser-Verteilerleitung 20 ist mit dem Austritt des Warmwasserbereiters 23 und die Kaltwasser-Verteilerleitung mit dessen Eintrittsbereich verbunden.

[0012] Es gibt Hausinstallationen, in denen die relativ geringe Erwärmung, die durch Förderung des abgekühlten Wasserinhaltes der Warmwasser-Verteilerleitung in die Kaltwasser-Verteilerleitung eintreten würde, stören könnte. In solchen Fällen wird zwischen der Austrittsöffnung 13 und der Kaltwasser-Verteilerleitung ein luftseitig großflächiger Wärmeübertrager, der z.B. in Form einer Rohrwendel ausgebildet ist, angeordnet, dessen Wasserinhalt annähernd so groß sein sollte wie das Rohrvolumen der Warmwasser-Verteilerleitung. Während der Abkühlperiode des Warmwassers in der Warmwasser-Verteilerleitung wird von diesem Wärmeübertrager soviel Wärme abgegeben, daß jeweils beim nächsten Einschaltzyklus der Pumpe 1, 2, 3, 4 die Temperatur des in die Kaltwasser-Verteilerleitung einströmenden Wassers nicht mehr unzulässig angehoben wird.

[0013] Figur 3 zeigt einen Schnitt durch den hydraulischen Teil einer in Figur 1 gezeigten Pumpe bei dem zwei weitere Austrittsöffnungen 35 und 37 vorgesehen sind, so daß zur Installation lediglich vier Verbindungsschläuche erforderlich sind. Die Eintrittsöffnung 30 ist mit dem Absperrhahn 31 der Warmwasser-Verteilerleitung 20 verbunden. Der Absperrhahn 32 der Kaltwasser-Verteilerleitung 21 ist mit der Austrittsöffnung 33 verbunden. Das Warmwasserventil 34 ist mit der Austrittsöffnung 35 und das Kaltwasserventil 36 ist mit der Austrittsöffnung 37 verbunden. Sobald die Temperatur in der Warmwasser-Verteilerleitung 20 eine vorgegebene Mindesttemperatur unterschreitet, wird die Pumpe 1,2,3,4 über den Temperaturfühler 14 eingeschaltet. Sie saugt dann das in der Warmwasser-Verteilerleitung 20 kalt gewordene Wasser an und fördert dieses entsprechend den Pfeilen 38 durch das Rückschlagventil 12 und den Kanal 40, dann gemäß den Pfeilen 41 durch den Absperrhahn 32 und durch die Kaltwasser-Verteilerleitung 21 zurück in den Warmwassererzeuger 23. Sobald die Warmwasser-Verteilerleitung 20 wieder mit Warmwasser gefüllt ist, schaltet der Temperaturfühler 14 die Pumpe 1,2,3,4 ab. Wenn das Warmwasserventil 34 geöffnet wird, strömt Warmwasser gemäß Pfeil 42 in dieses Ventil. Wenn das Kaltwasserventil 36 geöffnet wird, strömt Kaltwasser vom Absperrhahn 32 gemäß Pfeil 43 durch die Verbindungsleitung 40 zum Kaltwasserventil 36. Obwohl die Durchströmung der Verbindungsleitung 40 in entgegengesetzter Richtung zum Pumpenkreislauf erfolgt, stört die Durchströmung durch Kaltwasser den Pumpenkreislauf nicht.

Ansprüche

1. Fördervorrichtung zur zyklischen Förderung des in einer Warmwasser-Verteilerleitung abgekühlten Rohrinhaltes mit einer Pumpe zurück zum Warmwassererzeuger, der mit einer Kaltwasser-Verteilerleitung hydraulisch kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1, 2, 3, 4), deren Ansaugöffnung (5) mit dem Endbereich der Warmwasser-Verteilerleitung (20) verbunden ist, mit ihrem druckseitigen Bereich (6, 7) mit einem Raum (8) kommuniziert, den ein Rückschlagventil (12) von der Austrittsöffnung (13) und der anschließenden Kaltwasser-Verteilerleitung (21) trennt, wobei ein zweites Ventil (9, 11) eine Durchströmung des Rückschlagventiles (12) verhindert, wenn sich in der ansaugseitigen Öffnung (5) ein Druck einstellt, der höher ist, als der Druck in der Austrittsöffnung (13

2. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ventil (9, 11) durch den Druck der Pumpe (1,2,3,4) geöffnet wird.

3. Fördervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schließkörper (9B) des zweiten Ventils (9, 11) bei abgeschalteter Pumpe (1,2,3,4) auf einem Ventilsitz (11) aufliegt, sobald der Druck in der Warmwasser-Verteilerleitung (20) den Druck in der Kaltwasser-Verteilerleitung (21) überschreitet, wodurch der Durchtritt zur Austrittsöffnung (13) verschlossen wird und daß der Schließkörper (9B) durch den Pumpendruck bei eingeschalteter Pumpe vom Ventilsitz (11) abgehoben wird, wodurch der Durchtritt von der Pumpe zur Austrittsöffnung (13) geöffnet wird.

4. Fördervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schließkörper wirkende Element (9B) des zweiten Ventils durch den inneren Bereich (9B) einer Membran (9) gebildet wird, wobei dieser innere Bereich (9B) der Membran (9) auf dem Ventilsitz (11) durch die Kraft der Feder (15) aufliegt, falls der Druck in der Ansaugöffnung (5) größer ist, als in der Austrittsöffnung (13) und daß der Pumpendruck bei Einschaltung der Pumpe (1, 2, 3, 4) auf den Ringbereich (9A) der Membran (9) eine Kraft ausübt, durch die der innere Bereich (9B) vom Ventilsitz (11) weg bewegt wird, so daß der Förderstrom der Pumpe das Rückschlagventil (12) durchströmen kann.

5. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Pumpe (1,2,3,4) ein Schaltelement (14) angeordnet ist.

6. Fördervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (14), ein Thermoschalter ist, der die Pumpe (1, 2, 3, 4) ausschaltet, sobald die Warmwasser-Verteilerleitung (20) über eine gewünschte Länge mit Wasser von vorgegebener Temperatur gefüllt ist.

7. Fördervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein Schalter ist, der die Pumpe (1,2,3,4) ausschaltet, sobald der Temperaturanstieg in einer vorgegebenen Zeit einen vorgegebenen Betrag übersteigt.

8. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (1, 2, 3, 4) mit einem Behälter verbunden ist, dessen Hohlvolumen annähernd dem Inhalt der Warmwasser-Verteilerleitung entspricht und daß die wärmeabgebende Oberfläche zu einer Abkühlungsdauer führt, die kleiner ist, als die Abkühlungsdauer der Warmwasser-Verteilerleitung (20).

9. Fördervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter als Rohrwendel ausgebildet ist.

10. Fördervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (30) des Pumpengehäuses mit einer Austrittsöffnung (35) kommuniziert und daß die Austrittsöffnung (40) mit einer weiteren Austrittsöffnung (37) kommuniziert.

Zeichnung