[0001] Die Erfindung betrifft Sanitärarmaturen mit integrierten Bypass-Ventilen für unterschiedliche
Zapfstellen, wie zum Beispiel Dusche, Badewanne oder Waschbecken, im privaten, kommerziellen
und öffentlichen Bereich nach dem Obergriff des Patentanspruches 1.
[0002] Die Hauptfunktion einer Sanitärarmatur besteht darin das kalte und heiße Wasser,
welches aus der installierten Wasserleitung zur Verfügung gestellt wird, zu mischen
und bedarfsgerecht den Verbraucher zur Verfügung zu stellen.
Bei der Verwendung von Trinkwasser bestehen die beiden Anforderungen Wassersparen
und Trinkwasserhygiene. Werden Wasserleitungen über einen längeren Zeitraum nicht
benutzt, kommt es zu einer Vermehrung von Bakterien und Schadstoffen im Wasser oberhalb
der geforderten Grenzwerte. Eine Kontamination im Trinkwasser kann durch eine regelmäßige
Spülung vermieden werden. In der
EP 1964983 ist eine Vorrichtung zum selbststätigen Spülen von Wasserleitungen offenbart. Die
bekannten Hygienespülsysteme sind eigenständige Module, die in der Wasserinstallation
an unterschiedlichen Orten eingebaut werden, unabhängig von der Sanitärarmatur.
[0003] Die eingestellte Wunschtemperatur wird am Anfang des Zapfvorganges in der Regel nicht
erreicht, weil das Wasser in der Heißwasserleitung sich in der Zeit der Nichtnutzung
abgekühlt hat. Die Länge der Wasserleitung von der Armatur bis zum Wassererhitzer
und die Zeitdauer zwischen den Nutzungen beeinflussen die abgekühlte Wassermenge.
Der Benutzer lässt deshalb häufig vor der eigentlichen Nutzung des Mischwassers das
nicht wunschgemäß temperierte Mischwasser ungenutzt in den Ablauf des Sanitärobjektes
fließen. Es handelt sich dabei auf der einen Seite um das ökologische Problem des
Wassersparens und auf der anderen Seite um ein Komfortproblem, wenn beispielweise
beim Duschen am Anfang zu kaltes Wasser aus der Brause kommt und man zu lange auf
die wunschgemäße Wassertemperatur warten muss.
[0004] Das Problem ist bekannt und kann beispielsweise durch den Einsatz einer Zirkulationspumpe
behoben werden. Dabei wird das heiße Wasser im Leitungssystem für die Warmwasser-Versorgung
kontinuierlich umgewälzt. Dazu muss eine separate Rückflussleitung installiert werden.
Zusätzlich treten höhere Wärmeverluste und ein weiterer Energiebedarf für die Pumpe
auf. Ökologisch und ökonomisch wird mit einem Zirkulationssystem das Problem nicht
ausreichend gelöst.
[0005] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sanitärarmatur mit integrierter Spülfunktion
für Warm- und Kaltwasser zu schaffen, um die geforderte Trinkwasserhygiene zu erreichen,
sowie den Wasserverbrauch zu reduzieren. Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
[0006] Die Erfindung beruht auf dem Sachverhalt, dass ein Bypass-Ventil vor, hinter oder
innerhalb des Absperrventils und in der Sanitärarmatur angeordnet ist. Zeit-, temperatur-
und/oder durchflussgesteuert fließt das Leitungswasser im Bypass-Ventil in eine Spülleitung.
Der Schaltvorgang wird manuell oder automatische durch unterschiedliche Technologien,
wie beispielsweise hydraulische, elektrische, pneumatische, magnetische Funktionsweise,
durchgeführt. Ein elektrisches Bypass-Ventil besteht zum Beispiel aus zwei Magnetventilen,
einem Temperatursensor und einer elektronischen Steuerung, die über Kabel und/oder
kabellos angesteuert werden kann. Die Bypass-Funktion lässt sich vorzugsweise mit
einer integrierten Umstellung bei einem Absperrventil, beispielsweise durch ein motorgesteuertes
Absperrventil mit keramischen Dichtscheiben, realisieren.
[0007] Das integrierte Bypass-Ventil in der Armatur soll sicherstellen, dass immer hygienisches
Trinkwasser aus der Armatur kommt.
[0008] Die Ableitung des abgekühlten Wassers in der Warmwasserleitung erfolgt beim Öffnen
der Sanitärarmatur, sodass für den Benutzer eine kurze Wartezeit entsteht. Alternativ
kann eine Ableitung zeitversetzt vor dem Öffnen durch den Benutzer erfolgen, sodass
beim Öffnen der Armatur sofort Wasser in der gewünschten Temperatur ausfließt. Dies
ist mittels unterschiedlichere Technologien möglich, wie beispielweise ein automatisches
Öffnen des Ventils aufgrund einer voreingestellte Zeit über eine Zeitschaltuhr oder
durch eine elektrisches Signal zum Schalten des Ventils durch einen Sensor an der
Tür, am Lichtschalter oder durch anderer elektrische Impulse. Dies bietet besonders
bei Hotelbädern große Vorteile bei der Hygienesicherheit, der Wassereinsparung und
einer Komforterhöhung für den Benutzer, da sofort die gewünschte Wassertemperatur
zur Verfügung steht.
[0009] Die Bedienung des elektrischen Bypass-Ventils wird bei einer Anbindung an ein Smart-Home
Netzwerk komfortabler durchgeführt, beispielsweise durch Berührungssensor, Fernbedienung
über Smartphone und mittels einer intelligenten Steuerung, die das Benutzerverhalten
speichert und auswertet. Personenbezogene Wunscheinstellungen hinsichtlich Wassertemperatur,
Menge, Zeitdauer und weiteres können einprogrammiert werden.
[0010] Das Rücklaufwasser kann je nach Installation unterschiedlich genutzt werden. Eine
einfache technische Lösung ist das Ableiten des Wassers in einen vorhandenen Regenwasser-
oder Grauwassertank. Dieses Wasser wird dann in der Regel über eine separate Leitung
beispielweise zur Bewässerung, Toilettenspülung oder für die Waschmaschine genutzt.
[0011] Bei der Integration in der Armatur wird das Bypass-Ventil vorzugsweise zwischen dem
Warmwasseranschluss und der Mischeinheit, beispielweise einer manuelle, keramische
Mischeinheit oder einer thermostatische Regeleinheit, platziert. Beispielsweise sind
mechanische, elektrische oder automatische Bypass-Ventile einsetzbar. Aufgrund des
Anschlusses für die Wasser-Rückführung ist eine Unterputzinstallation beziehungsweise
eine Untertischmontage vorzugsweise anzuwenden. Bei Aufputz-Armaturen wird ein entsprechender
Anschluss in der Wand montiert, sodass eine einfache Montage und ein Austausch der
Armatur möglich sind.
[0012] Das thermische Bypass-Ventil mit elektrischer Ansteuerung bietet die Möglichkeit
einer thermischen Desinfektion der Wasserleitungen bis zur Sanitärarmatur durchzuführen.
Dabei wird das System so geschaltet, dass heißes Wasser über die Spülleitung abgeleitet
wird. Dies bedeutet eine große Verbesserung für den Schutz der Nutzer gegen Verbrühungen
und eine Verringerung des Wasserverbrauches.
[0013] Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile
werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
[0014] Es zeigen in schematischer Darstellung:
- Fig.1
- Ausführungsbeispiel eines elektrischen Bypass-Ventils
- Fig.2
- Eine Armatur mit zwei elektrischen Bypass-Ventilen
- Fig.3
- Ausführungsbeispiel einer elektronischen Armatur
- Fig.4
- Schnittdarstellung der elektronischen Armatur
- Fig.5
- Keramische Absperr- und Steuerscheiben
- Fig.6
- Anordnung der Öffnungen in den Scheiben
- Fig.7
- Ausführungsbeispiel eines Bedienpaneels
[0015] In Fig.1 ist schematisch ein elektrisches Bypass-Ventil 12 in einer Sanitärarmatur
dargestellt. Bei der Anordnung des elektrischen Bypass-Ventils vor dem Misch- und
Mengenventil der Armatur werden vorzugsweise zwei Ventile, beispielsweise Magnetventile,
eingesetzt, die auch bei üblichem Wasserdruck in der Versorgungsleitung voll funktionsfähig
sind und die beiden Abgänge jeweils zu 100% öffnen und schließen können. Die Einstellungen
sind in der Regel temperatur-, durchfluss- und/oder zeitgesteuert.
[0016] Über eine Rohrleitung 3 wird das Warmwasser durch ein Magnetventil 13 zum Temperatur-Mischventil
8 der Sanitärarmatur 1 geleitet. Die Sanitärarmatur wird über die Kaltwasserleitung
4 mit Wasser versorgt. Das Bypass-Ventil 12, bestehend aus zwei Magnetventile 13 und
14, ist mit einer elektronischen Steuerung 15 verbunden. Ein Temperatursensor 42 meldet
die Wassertemperatur in der Rohrleitung 3 an die elektronische Steuerung, die über
die Kabelleitung 17 mit Strom versorgt wird. Die Bedienung des Bypass-Ventils kann
über Kabel mit Betätigungselement 18 und/oder über Funksender 19 und Betätigungselement
20 erfolgen. Mittels der elektronischen Steuerung kann die Temperatur des Schaltpunktes
zwischen den beiden Magnetventilen eingestellt werden. Liegt die Temperatur des ankommenden
Wassers unter der eingestellten Temperatur des Schaltpunktes wird das Magnetventil
14 geöffnet und das Magnetventil 13 geschlossen, damit das ankommende Wasser zum Beispiel
durch die Spülleitung 5 in einen Speicher geleitet wird. Ist die Temperatur des ankommenden
Wassers höher als die eingestellte Temperatur des Schaltpunktes wird das Magnetventil
13 geöffnet und das Magnetventil 14 geschlossen, damit das ankommende Wasser zu Sanitärarmatur
geleitet wird. Mittels der elektronischen Steuerung wird die zeit- und durchflussgesteuerte
Spülung durchgeführt. Ebenso kann eine automatische thermische Desinfektion durchgeführt
werden, bei der heißes Wasser in die Armatur eingeleitet und über die Spülleitung
abgeleitet wird.
[0017] In Fig.2 ist schematische eine Sanitärarmatur 1 mit einem Bypass-Ventil 12 für die
Warmwasserseite und einem weiteren Bypass-Ventil 23 für die Kaltwasserseite dargestellt.
Bei der thermischen Desinfektion der Warmwasserleitung 3 wird das Warmwasser kurzzeitig
auf mindestens 70°C erhitzt. Bei der thermischen Desinfektion der Kaltwasserleitung
wird mittels eines Ventils am Warmwasserbereiter das mindestens 70°C heiße Wasser
temporär durch die Kaltwasserleitung 4 geleitet.
[0018] In Fig. 3 ist eine elektronische Sanitärarmatur 24 mit zwei Zuläufen 3,4 und zwei
Abgängen 5,11 dargestellt. Das zufließende Kalt- und Warmwasser wird mittels der zwei
Absperr- und Umstellventile über elektrische Stellmotoren gesteuert und entsprechend
der Voreinstellungen hinsichtlich Wassermenge, Mischwassertemperatur und Abgang geregelt.
Die elektrischen Bauelemente, wie beispielsweise Stellmotoren, Elektronik 28, Sensorik
und Funksender 19 werden durch eine Abdeckschale geschützt. Das Mischwasser aus dem
Abgang 11 fließt zu der entsprechenden Zapfstelle, wie zum Beispiel am Waschtisch,
Küchenspüle, Dusche oder Wanne. Es besteht in der Regel eine räumliche Trennung zwischen
der Armatur und dem Auslauf an der Zapfstelle. Der Benutzer steuert die Armatur über
ein Bedienpaneel, welches über Kabel oder Funk mit der Armatur verbunden ist.
Über das Absperr- und Umstellventil 26 wird Wasser für besondere Anwendungen in einen
Speicher geleitet. Dieses Wasser kann dann für trinkwassersparende Anwendungen, wie
beispielsweise für Toilettenspülung oder Bewässerungen eingesetzt werden. Bei der
Hygienespülung wird die Kaltwasserleitung 4 gespült, wenn das Stagnationswasser sich
über 25°C erwärmt hat. Die Umstellung auf eine Spülfunktion erfolgt automatisch zeit-,
temperatur- und oder druckgesteuert.
[0019] Fig.4 zeigt einen Schnitt durch die Sanitärarmatur. Das Gehäuse 25 ist mit entsprechenden
Anschlüssen für die Rohrleitung und die Funktionselementen ausgestattet. Durch die
innenliegenden Wasserkanäle wird das Wasser aus den beiden Zuläufen in die gewählten
Abläufe geleitet. Von den beiden Zuläufen kann das Wasser über das Absperr- und Umstellventil
26 entweder zum Auslauf der Zapfstelle 11 oder zum Speicherauslauf 5 geleitet werden.
In der Mischkammer 43 vermischen sich das kalte und warme Leitungswasser. Die Wunschtemperatur
wird durch das Verhältnis und Temperatur der beiden durchlaufenden Wassermengen eingestellt
und elektronisch geregelt.
[0020] Fig. 5 zeigt in perspektivischer Darstellung die zwei keramischen Dichtscheiben.
Das Prinzip eines 2-Scheiben-Ventils besteht darin, dass mit der drehbaren Scheibe
der Wasserzufluss geschlossen oder geöffnet werden kann. Das Wasser strömt durch die
drehbare Regulierscheibe 32 in eine Ventilkammer und dann durch eine weitere Öffnung
in der Regulierscheibe zurück und durch eine Öffnung in der Ventilsitzscheibe 31 zum
Auslauf. Die feststehende Ventilsitzscheibe besitzt drei Durchbrüche. Über die Zulauföffnung
33 fließt das Wasser aus der Leitung in das Ventil. Das zurückgeleitete Wasser kann
über die zwei restlichen Durchbrüche 34,35 in der Scheibe entweder zur Zapfstelle
oder in den Speicher geleitet werden. Mit der drehbaren Regulierscheibe wird das Ventil
geschlossen und geöffnet. Durch den keilförmigen Durchbruch 37 fließt das Wasser in
Richtung Zapfstellen und über die Drehstellung der Scheibe kann die durchfließende
Wassermenge eingestellt werden. Durch den zweiten Durchbruch in der Regulierscheibe
36 fließt das Wasser durch die Ablauföffnung 35 in der Ventilsitzscheibe zum Speicher.
[0021] Fig. 6 zeigt die Draufsicht der beiden Ventilscheiben und die Anordnung der Durchbrüche.
[0022] Fig. 7 zeigt schematisch ein Bedienpaneel 38, welches über Kabel oder kabellos mit
der Sanitärarmatur verbunden ist. Mit dem Bedienpaneel wird die Armatur an der Zapfstelle
gesteuert, hinsichtlich der Wassermenge und Temperatur, beispielsweise mit den beiden
Tasten beziehungsweise Schiebregler 40,41, sowie individuelle Grundeinstellungen und
Programme, beispielsweise mit der Programmiertaste 39. Über das Bedienpaneel lassen
sich außerdem unterschiedliche Funktionen der Sanitärarmatur programmieren, wie beispielsweise
zeitgesteuerte thermische Desinfektionen oder temperaturgesteuerte Hygienespülungen
der Kalt- und Warmwasserleitungen.
Bezugszeichenliste
1 |
Sanitärarmatur |
25 |
Gehäuse |
2 |
Wasserkanäle |
26 |
Absperr- und Umstellventil |
3 |
Warmwasser-Versorgungsleitung |
27 |
Stellmotor |
28 |
Elektronik |
4 |
Kaltwasser-Versorgungsleitung |
29 |
Strom- und Datenkabel |
30 |
Gehäuseschale |
5 |
Spülleitung |
31 |
Ventilsitzscheibe |
6 |
Warmwasser-Anschluss |
32 |
Regulierscheibe |
7 |
Kaltwasser-Anschluss |
33 |
Zulauföffnung |
8 |
Temperatur Mischventil |
34 |
Ablauföffnung, Armatur |
9 |
Ableitungsanschluss |
35 |
Ablauföffnung, Speicher |
10 |
Armaturengehäuse |
36 |
Öffnung, Speicher |
11 |
Armaturen Auslauf |
37 |
Öffnung, Mengensteuerung |
12 |
Bypass-Ventil, elektrisch |
38 |
Bedienpaneel |
13 |
Magnetventil Zulauf |
39 |
Taste, Programmierung |
14 |
Magnetventil Spülung |
40 |
Taste, Temperatureinstellung |
15 |
Elektronische Steuerung |
41 |
Taste, Mengeneinstellung |
16 |
Stromanschluss |
42 |
Temperatursensor |
17 |
Verbindungskabel |
43 |
Mischkammer |
18 |
Betätigungselement, Kabel |
|
|
19 |
Funksender |
|
|
20 |
Betätigungselement, kabellos |
|
|
21 |
Magnetventil Zuleitung Kaltwasser |
|
|
22 |
Magnetventil, Spülung Kaltwasser |
|
|
23 |
Bypass-Ventil KW, elektrisch |
|
|
24 |
Elektronische Armatur |
|
|
1. Sanitärarmatur mit Bypass (24) für Dusche, Wanne, Küchenspüle oder Waschbecken, bei
der innerhalb der Armatur in den Wasser-Zuläufen (3,4) mindestens ein integriertes
mechanisches oder elektrisches Bypass-Ventil eingebaut ist, welches einen zweiten
Abgang (5) zur weiteren Wassernutzung oder Speicherung hat, dadurch gekennzeichnet, dass zeit-, temperatur- und oder durchflussgesteuert das Leitungswasser vom Bypass-Ventil
in die Spülleitung abfließt.
2. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Spülfunktion in Abhängigkeit von der Nutzung der Armatur automatisch
erfolgt.
3. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem motorgesteuerten Absperr- und Umstellventil die Durchflussmenge für einen
oder mehrere Abgänge eingestellt werden kann.
4. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bypass-Ventil innerhalb des Wasserflusses ein Temperatorsensor und ein Aktor,
wie beispielsweise ein Thermoelement, Memory-Metallbauteil, Magnetventil oder Stellmotor
vorhanden sind.
5. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in oder vor der Armatur die Wassertemperatur und der Durchfluss an ein oder mehreren
Stellen gemessen wird.
6. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Software die Armatur gesteuert, geregelt und die Daten abrufbar gespeichert
werden.
7. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Bypass-Ventil mittels einer entsprechenden Fernsteuerung zur Durchführung
einer thermischen Desinfektion genutzt wird, wobei kurzzeitig heißes Wasser durch
das Rohrleitungssystem bis zum Bypass-Ventil und danach über die Spülleitung abfließt.
8. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil zur thermischen Desinfektion und Spülung der Kaltwasserleitung
genutzt wird.
9. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Betätigungselemente die elektrischen Bypass-Ventile durch elektrische,
magnetische, hydraulische und/oder pneumatische Signale angesteuert werden.
10. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umstellung des Bypass-Ventils automatisch erfolgt und zusätzlich eine manuelle
Umstellung in beiden Richtungen durch Aktivieren eines Betätigungselementes gegeben
ist.
11. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Installation einer Aufputz-Armatur über ein Anschlusselement mit drei Anschlüssen
an die Rohrleitungen erfolgt.
12. Sanitärarmatur mit Bypass nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spülleitung an eine weitere Zapfstelle angeschlossen wird.