(19)
(11) EP 4 428 447 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
11.09.2024  Patentblatt  2024/37

(21) Anmeldenummer: 24159096.7

(22) Anmeldetag:  22.02.2024
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F24D 3/08(2006.01)
F24D 10/00(2022.01)
F24D 19/10(2006.01)
F24D 11/00(2022.01)
F24D 3/10(2006.01)
F24D 17/00(2022.01)
F24H 9/14(2006.01)
(52) Gemeinsame Patentklassifikation (CPC) :
F24D 3/1058; F24D 17/0078; F24D 3/08; F24D 19/1066; F24D 10/003; F24D 2220/02; F24D 2220/0228; F24D 2220/0264; F24D 2200/13; F24D 11/001; F24H 9/142; F24D 3/1066
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
BA
Benannte Validierungsstaaten:
GE KH MA MD TN

(30) Priorität: 08.03.2023 DE 102023105698

(71) Anmelder: Wolf GmbH
84048 Mainburg (DE)

(72) Erfinder:
  • Lanzl, Jörg
    93133 Burglengenfeld (DE)
  • Selbeck, Paul
    84089 Aiglsbach (DE)
  • Wallhöfer, Andreas
    84032 Landshut (DE)

(74) Vertreter: Meissner Bolte Partnerschaft mbB 
Patentanwälte Rechtsanwälte Postfach 86 06 24
81633 München
81633 München (DE)

   


(54) VORRICHTUNG UND VERFAHREN SOWIE DEREN VERWENDUNG ZUM AUFRECHTERHALTEN EINER TEMPERATUR EINER WOHNUNGSSTATION, INSBESONDERE EINES PRIMÄRVORLAUFS IN EINER WOHNUNGSSTATION, FÜR EINE WARMWASSERBEREITUNG


(57) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren sowie deren/dessen Verwendung zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation, insbesondere eines Vorlaufs in der Wohnungsstation, nämlich eines Primärvorlaufs, für eine Warmwasserbereitung, insbesondere für eine Zurverfügungstellung von warmem Brauchwasser, vorzugsweise in einer Wohnungsstation, wobei die Temperatur des zur Verfügung gestellten Warmwassers im Bereich von 30°C bis 70°C, insbesondere im Bereich von 35°C bis 60°C, liegt, wobei zumindest eine Leitung (20) des Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, an zumindest einer Leitung (30) eines Primärrücklaufs angeordnet ist und die Leitung (20) des Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, mittels wenigstens einer Leitung (50) und/oder mittels mindestens einer Querbohrung mit der Leitung (30) des Primärrücklaufs verbunden ist, wobei die räumliche und/oder hydraulische Nähe einer Entfernung der Leitung (20) des Primärvorlaufs von der Leitung (30) des Primärrücklaufs entspricht und die Entfernung im Bereich eines einbis dreißigfachen, vorzugsweise im Bereich eines eineinhalb- bis fünfzehnfachen, und besonders bevorzugt im Bereich eines zwei- bis sechsfachen eines Innendurchmessers der Leitung (20) des Primärvorlaufs liegt.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation für eine Warmwasserbereitung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein Verfahren zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation für eine Warmwasserbereitung nach dem Oberbegriff von Anspruch 14 und eine Verwendung einer solchen Vorrichtung und eines solchen Verfahrens zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation für eine Warmwasserbereitung nach dem Oberbegriff von Anspruch 15.

[0002] Im Zuge einer Bereitung von warmem Brauchwasser, wie beispielsweise für eine Dusche, zum Händewaschen oder Abspülen, in einer Wohnung oder einer sonstigen Einrichtung, wie beispielsweise einem Hotel oder einer Pension oder anderweitigen Unterkünften, aber beispielsweise auch eine Küche - kurz überall wo warmes Brauchwasser benötigt wird - besteht immer die Problematik, dass das erwärmte und damit warme Wasser in der Leitung abkühlt, wenn kein warmes Wasser gezapft wird. Wenn dann im weiteren Verlauf wieder warmes Wasser benötigt wird, besteht die Problematik, dass zunächst das abgekühlte Wasser mit einer unzureichenden Temperatur aus der Leitung fließt und an einer Zapfstelle erst dann wieder warmes Wasser erhältlich ist, wenn warmes Wasser durch die Leitung bis zur Zapfstelle nachgeflossen ist.

[0003] Je nach Leitungslänge kann das Verdrängen des abgekühlten Wassers aus der Leitung und das Nachfließen von warmem Wasser durch die Leitung bis zur Zapfstelle eine erhebliche Zeit dauern, was nicht nur eine Wasserverschwendung darstellt, sondern, beispielsweise unter einer Dusche, auch sehr unangenehm sein kann. Als besonders problematisch erweist sich eine solche Wartezeit insbesondere in den Sommermonaten, während derer ein üblicher Heizbetrieb zum Erwärmen einer Wohnung oder sonstigen Einrichtung abgeschaltet ist, da während dieser Zeit außer dem gewünschten warmen Brauchwasser in der Wohnung oder sonstigen Einrichtung kein weiteres Wärmemedium zur Verfügung steht.

[0004] Ein derartiges Nachfließen von warmem Wasser dauert umso länger, wenn eine Wärmeübergabestation, wie beispielsweise eine Wohnungsstation, die dazu dient Brauchwasser zu erwärmen, selbst so weit abgekühlt ist, dass eine unmittelbare Erwärmung des Brauchwassers mit warmem aus einem Heizkreis gezogenem heißen Wasser, das beispielsweise über eine Primärvorlaufleitung zur Verfügung gestellt wird, nicht mehr möglich ist, da in diesem Fall erst erwärmtes Wasser in den Primärvorlauf nachströmen muss, um für eine Erwärmung des sekundären Brauchwasserkreises, respektive Trinkwasserkreises, zur Verfügung zu stehen.

[0005] An dieser Stelle sei erwähnt, dass als Wohnungsstation im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Wärmeübergabestation gemäß der VDI-Richtlinie 2072 verstanden wird, die einer Verteilung von Heizwärme und einer Erzeugung von Warmwasser in Untereinheiten von größeren Objekten dient, wobei diese Untereinheiten beispielsweise Wohnungen und die größeren Objekte beispielsweise Mehrfamilienhäuser sein können. Diese größeren Objekte werden hierbei von einem oder mehreren, gegebenenfalls zentralen, Wärmeerzeugern über einen gemeinsamen Vorlauf, d. h. einen Primärvorlauf, mit warmem Wasser versorgt, das über einen Rücklauf, d. h. einen Primärrücklauf, wieder in Richtung des Wärmeerzeugers abgegeben, respektive geleitet, wird. In der Wohnungsstation wird dieser Primärkreis in ein oder mehrere sekundäre Heizkreise und mindestens einen, ebenfalls sekundären Kreis zur Warmwassererzeugung aufgeteilt.

[0006] Um dieses Problem zu lösen wurde in der Vergangenheit versucht, die Versorgung einer Wohnung oder sonstigen Einrichtung mit warmem Brauchwasser einerseits sowie mit Heizungswasser andererseits in einer sogenannten Wohnungsstation zu kombinieren, so dass das warme Heizungswasser einen Teil seiner Wärme an die Wohnungsstation abgibt, so dass die Wohnungsstation während einer Zapfpause nicht abkühlt, sondern auf der gewünschten Temperatur gehalten wird und somit die gesamte Wärme aus warmem aus dem Primärkreis nachfließendem Wasser für die Erwärmung des Brauchwassers genutzt werden kann. Diese Lösung ist während der Heizperiode ein gangbarer Weg, nicht jedoch während der Sommermonate, während derer kein Heizbetrieb zum Erwärmen der Wohnung oder sonstigen Einrichtung stattfindet.

[0007] Aus diesem Grund wurde in der Vergangenheit ein normalerweise zum Heizen einer, beispielsweise, Wohnung vorgesehenes Wasser in geringem Umfang auch während der Sommermonate zur Verfügung gestellt und über bestimmte dafür vorgesehene zusätzliche Leitungen und Ventile in der Wohnungsstation zum Warmhalten der Wohnungsstation verwendet.

[0008] Problematisch an dieser bisherigen Lösung ist jedoch die Tatsache, dass zum einen der Platz in einer Wohnungsstation äußerst begrenzt ist und es deshalb schwierig ist in der Wohnungsstation die benötigten zusätzlichen Leitungen und Ventile unterzubringen und zum anderen, dass diese bisherige Lösung auch äußerst kostspielig ist, da die zusätzlichen Leitungen und Ventile zum einen selbst Kosten verursachen und zum anderen auch installiert und gewartet werden müssen. Darüber hinaus ist zur Ansteuerung dieser zusätzlichen Ventile auch eine separate Regelung dieser Ventile notwendig, was die Steuerung der Wohnungsstation verkompliziert und weitere zusätzliche Kosten mit sich bringt.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Probleme zu lösen und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen mit welchem eine Aufrechterhaltung einer Temperatur für eine Warmwasserbereitung von Brauchwasser kostengünstig und einfach möglich ist, wobei sich diese Vorrichtung und das Verfahren problemlos in eine Wohnungsstation integrieren lassen.

[0010] Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 14 und die Verwendung einer solchen Vorrichtung und eines solchen Verfahrens gemäß Anspruch 15 gelöst.

[0011] Insbesondere wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation, insbesondere eines Vorlaufs in einer Wohnungsstation, insbesondere eines Primärvorlaufs, d.h. von Heizungswasser, für eine Warmwasserbereitung, insbesondere für eine Zurverfügungstellung von warmem Brauchwasser, vorzugsweise in einer Wohnungsstation, gelöst, wobei die Temperatur des zur Verfügung gestellten Warmwassers im Bereich von 30°C bis 70°C, insbesondere im Bereich von 35°C bis 60°C, liegt, wobei zumindest eine Leitung des Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, an zumindest einer Leitung eines Primärrücklaufs angeordnet ist und die Leitung des Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, mittels wenigstens einer Leitung und/oder mittels mindestens einer Querbohrung mit der Leitung des Primärrücklaufs kommunizierend verbunden ist, wobei die räumliche und/oder hydraulische Nähe einer Entfernung der Leitung des Primärvorlaufs von der Leitung des Primärrücklaufs entspricht, die im Bereich eines ein- bis dreißigfachen, vorzugsweise im Bereich eines eineinhalb- bis fünfzehnfachen, und besonders bevorzugt im Bereich eines zwei- bis sechsfachen eines Innendurchmessers der Leitung des Primärvorlaufs liegt.

[0012] Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt hierbei darin, dass warmes Heizungswasser eines Primärvorlaufs, das während der Heizperiode einen Niedertemperatursekundärkreis versorgt, der seinerseits als Niedertemperaturheizkreis ausgelegt ist, unter Nutzung eines kurzen Leitungsteils des Sekundärkreises auf einem kurzen Weg in den Primärrücklauf und von dort zum Warmhalten der Wohnungsstation in die Wohnungsstation strömen kann, ohne dass das warme Heizungswasser, wie dies während des Heizbetriebs der Fall ist, zunächst durch den vollständigen Niedertemperatursekundärkreis strömen muss.

[0013] Mit anderen Worten stellt die räumlich nahe Verbindung des Primärvorlaufs mit dem Primärrücklauf unter Nutzung eines nur kurzen Leitungsteils des Sekundärkreises eine Abkürzung und Umgehung des ansonsten in seiner Gesamtlänge durchflossenen Niedertemperaturheizkreises dar, die es ermöglicht, das warme durch den Primärvorlauf zur Verfügung gestellte Heizungswasser direkt und auf kürzestem Weg in der Wohnungsstation zur Verfügung zu stellen, um eine Aufrechterhaltung einer gewünschten erhöhten primären Vorlauftemperatur und damit auch Wohnungsstationstemperatur zu gewährleisten und auf diese Weise sicherzustellen, dass eine Zapfung von Brauchwasser mit einer jeweils gewünschten erhöhten Temperatur im Wesentlichen praktisch unverzüglich, d.h. innerhalb eines Zeitraums von im Wesentlichen kleiner zehn Sekunden, möglich ist. Somit kann das Brauchwasser erfindungsgemäß unmittelbar und verzögerungsfrei mit Heizungswasser aus dem Primärvorlauf neu erwärmt werden, da die Wohnungsstation und das Heizungswasser des Primärvorlaufs aufgrund des Sommerbypasses "auf Temperatur", nämlich der gewünschten Temperatur des Heizungswassers, gehalten ist. Die Temperatur des zur Verfügung gestellten Brauchwassers, respektive die durch Erwärmen erhöhte Temperatur des Brauchwassers, kann hierbei in einem Bereich von 30°C bis 70°C oder auch in einem dazwischenliegenden Temperaturbereich, wie beispielsweise im Bereich von 35°C bis 60°C, liegen.

[0014] Ein wesentlicher und besonders vorteilhafter Punkt der Erfindung liegt ferner darin, dass in der hydraulischen Verbindung zwischen der Leitung des Primärvorlaufs und der Leitung des Primärrücklaufs kein Ventil, insbesondere kein Absperrventil und/oder Rückschlagventil, und/oder auch keine Pumpe oder sonstige Vorrichtung vorgesehen sein muss, damit außerhalb der Heizperiode eine Umgehung des Niedertemperaturheizkreises möglich ist, sondern dass es die erfindungsgemäße Vorrichtung aufgrund der räumlich, d. h. hydraulisch, nahen Verbindung zwischen der Leitung des Primärvorlaufs und der Leitung des Primärrücklaufs ermöglicht, ausschließlich die in der Wohnungsstation ohnehin während des normalen Heizbetriebs, d.h. eines Betriebs während der kalten Jahreszeit, vorgesehenen Leitungen und Ventile zu verwenden, um das warme Wasser des Primärvorlaufs zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Temperatur der Wohnungsstation zu verwenden.

[0015] Eine Verwendung von zusätzlichen Leitungen, Ventilen, Rückschlagklappen oder Pumpen gegenüber einem Betrieb während der Heizperiode ist erfindungsgemäß nicht notwendig.

[0016] Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung stellt die Verbindung zwischen der Leitung des Primärvorlaufs und der Leitung des Primärrücklaufs somit einen Bypass zur Umgehung von wenigstens einem Sekundärkreis, wie beispielsweise dem Niedertemperaturkreis, dar, wobei dieser Sekundärkreis beispielsweise zur Versorgung einer Heizung, insbesondere einer Flächenheizung, wie beispielsweise einer Fußboden- oder Wandheizung, oder einer anderweitigen Raumheizung dient.

[0017] Wie vorerwähnt werden gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung während des Bypassbetriebs ausschließlich Leitungen verwendet, die auch während eines Betriebs des Sekundärkreises verwendet werden. Hierbei ist erfindungsgemäß besonders darauf hinzuweisen, dass der Bypassbetrieb keine zusätzlichen Leitungen, Ventile, Rückschlagklappen oder Pumpen sowie insbesondere auch keine eigene, nur für den Bypassbetrieb notwendige Regelung oder Steuerung benötigt.

[0018] Somit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur auf äußerst platzsparende Weise verwendet werden, beispielsweise in eine Wohnungsstation integriert sein, sondern sowohl die Installation als auch der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auch besonders kostengünstig realisierbar, da erfindungsgemäß keine zusätzlichen Komponenten und auch keine zusätzliche Steuerung notwendig sind. Etwaige Software für den Bypassbetrieb kann, sofern gewünscht, über die für einen regulären Heizbetrieb ohnehin vorhandene Hardware betrieben werden.

[0019] Diese besonders einfache konstruktive und anlagentechnische Auslegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung lässt sich erfindungsgemäß in äußerst vorteilhafter Weise dadurch realisieren, dass während eines Bypassbetriebs in der hydraulischen Verbindung zwischen der Leitung des Primärvorlaufs und der Leitung des Primärrücklaufs, d. h. in der Bypassleitung, gegenüber einem regulären Heizbetrieb eine Umkehrung einer Flussrichtung erfolgt.

[0020] Hierbei wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein sehr kurzer Teil der Leitung des Sekundärkreises als Bypassleitung genutzt, in welcher eine Flussrichtung des in diesem Leitungsteil fließenden Wassers während eines Bypassbetriebs umgekehrt zur Flussrichtung des Wassers während eines Heizbetriebs verläuft.

[0021] In äußerst vorteilhafter Weise ist es somit erfindungsgemäß möglich, denselben Leitungsabschnitt während des Heizbetriebs als Sekundärkreisleitung und während des Bypassbetriebs als Bypassleitung zu verwenden.

[0022] Die sehr kurze Länge dieses Leitungsabschnitts beträgt, wie oben bereits ausgeführt, ein ein- bis dreißigfaches, vorzugsweise eineinhalb- bis fünfzehnfaches und besonders bevorzugt ein zwei- bis sechsfaches des Innendurchmessers der Leitung des Primärvorlaufs.

[0023] In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass ein typischer Außendurchmesser einer Leitung des Primärvorlaufs im Bereich von beispielsweise 18t2 mm liegt, wodurch ein Innendurchmesser der Leitung des Primärvorlaufs dann üblicherweise im Bereich von 16±2 mm liegt. Diese Durchmesserangaben sind jedoch nur beispielhaft zu verstehen und können bei einer größeren oder kleineren Auslegung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl größer als auch kleiner dimensioniert sein.

[0024] Erfindungsgemäß erfolgt eine Aktivierung oder eine Deaktivierung des Bypassbetriebs, bei welchem Wasser aus einer Leitung des Primärvorlaufs über die Verbindung, d.h. die Bypassleitung, direkt in die Leitung des Primärrücklaufs fließt, über ein im Sekundärkreis ohnehin vorhandenes Ventil und/oder eine den Sekundärkreis betreibende Pumpe.

[0025] Dies bedeutet mit anderen Worten, dass ein Bypassbetrieb erfindungsgemäß dadurch initiiert, d. h. gestartet, wird, dass eine ohnehin für den Betrieb des Sekundärkreises erforderliche Pumpe gestoppt oder ein ohnehin im Sekundärkreis vorhandenes Absperrventil geschlossen wird. Aufgrund des Schließens des Ventils oder des Stoppens der Pumpe ergibt sich in dem Sekundärkreis ein Fluidrückstau, der seinerseits dazu führt, dass aus der Vorlaufleitung kein weiteres Wasser in den Sekundärkreis fließen kann, sondern zwangsläufig über die Bypassleitung direkt in die Rücklaufleitung geleitet wird. Da der Weg zwischen Vorlaufleitung und Rücklaufleitung aufgrund der räumlich und hydraulisch sehr kurzen Verbindung durch die Bypassleitung seinerseits sehr kurz ist, erfolgt hierbei praktisch keine Abkühlung des in der Vorlaufleitung geführten Wassers oder sonstigen Fluids, das gegebenenfalls alternativ zu Wasser verwendet werden könnte, so dass die Vorlauftemperatur in äußerst vorteilhafter Weise direkt zur Aufrechterhaltung der Temperatur des Brauchwassers verwendet werden kann.

[0026] Diesbezüglich sei ferner darauf hingewiesen, dass ein Querschnitt, insbesondere ein Innendurchmesser, der Bypassleitung und/oder ein etwaiger Querschnitt einer Bypassbohrung in vorteilhafter Weise einem Innendurchmesser der Leitung des Sekundärkreises entspricht. Somit ist eine Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung derselben Rohrleitungen sowohl für die Vorlaufleitung als auch für die Rücklaufleitung als auch für die Bypassleitung und auch für die Leitung(en) des Sekundärkreises möglich, was sich vorteilhaft auf die Herstellungskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung auswirkt, da keine Verwendung von Spezialmaßen für etwaige Leitungen notwendig ist.

[0027] Erfindungsgemäß liegt eine Strömungsgeschwindigkeit in der Bypassleitung im Bereich von 0,001 m/s bis 0,166 m/s, bevorzugt im Bereich von 0,008 m/s bis 0,125 m/s und besonders bevorzugt im Bereich von 0,025 m/s bis 0,1 m/s, und damit in einem sehr niedrigen Strömungsgeschwindigkeitsbereich, was wiederum niedrige Energiekosten und insbesondere auch praktisch keine Geräuschemission garantiert. Des Weiteren liegt ein Volumenstrom im Bypassbetrieb durch die Bypassleitung und/oder die Bypassbohrung im Bereich von 0,01 l/min bis 2 l/min, bevorzugt im Bereich von 0,1 l/min bis 1,5 l/min und besonders bevorzugt im Bereich von nur 0,3 l/min bis 1,2 l/min, was in äußerst vorteilhafter Weise zu einem sehr geringen Wasserverbrauch beiträgt.

[0028] Ein weiterer maßgeblicher Punkt der Erfindung liegt ferner darin, dass ein Strömungswiderstand in der Bypassleitung und/oder durch die Bypassbohrung im Vergleich mit einem Strömungswiderstand in der Leitung des Sekundärkreises klein ist und insbesondere unter 10 mbar (1 kPa), vorzugsweise unter 2 mbar (0,2 kPa) und besonders bevorzugt unter 1 mbar (0,1 kPa) liegt.

[0029] Dieser geringe Strömungswiderstand in der Bypassleitung beruht vor allem auf der Kürze der Bypassleitung, insbesondere im Vergleich mit der Leitung des Sekundärkreises, was wiederum in vorteilhafter Weise dazu beiträgt, dass eine Strömungsumkehr in der Bypassleitung ohne Weiteres und unverzüglich stattfindet, wenn ein Ventil im Sekundärkreis geschlossen oder eine Pumpe im Sekundärkreis abgestellt wird, so dass der Sekundärkreis im Wesentlichen ohne Verzögerung über die Bypassleitung umgangen und das warme Vorlaufwasser direkt in die Rücklaufleitung eingespeist wird.

[0030] Je nach Wunsch kann zusätzlich, d. h. optional, in und/oder an einer Leitung des Sekundärkreises, die nicht Teil der Bypassleitung und auch nicht Teil der Primärrücklaufleitung ist, eine Einrichtung zur Einstellung eines Strömungswiderstands in der Leitung des Sekundärkreises, insbesondere eine Einrichtung zur Erhöhung des Strömungswiderstands in der Leitung des Sekundärkreises, angeordnet sein. Eine derartige Einrichtung zur Einstellung des Strömungswiderstands in der Leitung des Sekundärkreises kann beispielsweise eine Schwerkraftbremse sein, die eine Durchströmung des Sekundärkreises erst bei einem vordefinierbaren Mindestwasser- oder Mindestfluiddruck freigibt und bei einem zu geringen Strömungsdruck sperrt.

[0031] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht die Einrichtung zur Einstellung des Strömungswiderstands einen Durchfluss durch die Leitung des Sekundärkreises erst ab einem Mindestwasserdruck von 10 mbar (1 kPa), vorzugsweise erst ab einem Mindestwasserdruck von 15 mbar (1,5 kPa) und besonders bevorzugt erst ab einem Mindestwasserdruck von 20 mbar (2 kPa).

[0032] Auf diese Weise kann erfindungsgemäß sicher gewährleistet werden, dass warmes Wasser aus der Vorlaufleitung auch bei etwaigen Druckschwankungen nicht in die Sekundärkreisleitung, sondern jedenfalls direkt in die Bypassleitung und von dort in die Rücklaufleitung fließt.

[0033] Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation, insbesondere eines Vorlaufs, nämlich eines Primärvorlaufs, für eine Warmwasserbereitung, insbesondere für eine Zurverfügungstellung von warmem Brauchwasser, vorzugsweise in einer Wohnungsstation, gelöst, wobei die Temperatur des zur Verfügung gestellten Warmwassers im Bereich von 30°C bis 70°C, insbesondere im Bereich von 35°C bis 60°C, liegt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
  • Zurverfügungstellen einer Leitung eines Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, vorzugsweise benachbart oder angrenzend, an zumindest einer Leitung eines Primärrücklaufs, wobei die räumliche und/oder hydraulische Nähe einer Entfernung der Leitung des Primärvorlaufs von der Leitung des Primärrücklaufs im Bereich eines ein- bis dreißigfachen, vorzugsweise im Bereich eines eineinhalb- bis fünfzehnfachen, und besonders bevorzugt im Bereich eines zwei- bis sechsfachen eines Innendurchmessers der Leitung des Primärvorlaufs entspricht und wobei die zumindest eine Leitung des Primärvorlaufs ventil- und/oder pumpenfrei mittels wenigstens einer Leitung und/oder mittels mindestens einer Querbohrung mit der zumindest einen Leitung des Primärrücklaufs verbunden ist, um eine Bypassleitung und/oder Bypassbohrung zur Umgehung wenigstens eines Niedertemperaturkreises zur Verfügung zu stellen;
  • Zurverfügungstellen einer Leitung eines Niedertemperaturkreises, insbesondere Sekundärkreises, wobei der Sekundärkreis zumindest ein Ventil, insbesondere Absperrventil, und/oder eine Pumpe sowie gegebenenfalls optional zusätzlich eine Einrichtung zur Einstellung eines Strömungswiderstands in der Leitung des Sekundärkreises aufweist;
  • Aktivieren oder Deaktivieren eines Bypassbetriebs, bei welchem Wasser aus einer Leitung des Primärvorlaufs über die Bypassleitung und/oder Bypassbohrung direkt in die Leitung des Primärrücklaufs fließt, über ein Schließen oder Öffnen des Ventils und/oder ein Inbetriebnehmen oder ein Außerbetriebnehmen der Pumpe im Sekundärkreis.


[0034] Ferner wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch durch eine Verwendung einer Vorrichtung gemäß vorstehenden Ausführungen und/oder eines Verfahrens zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation, insbesondere eines Vorlaufs in einer Wohnungsstation, nämlich eines Primärvorlaufs, für eine Warmwasserbereitung, insbesondere für eine Zurverfügungstellung von warmem Brauchwasser, vorzugsweise in einer Wohnungsstation, gemäß vorstehenden Ausführungen gelöst, wobei die Temperatur des zur Verfügung gestellten Warmwassers im Bereich von 30°C bis 70°C, insbesondere im Bereich von 35°C bis 60°C, liegt.

[0035] Die wesentlichen Aspekte der Erfindung lassen sich somit wie folgt zusammenfassen.

[0036] In Wohnungsstationen wird für die Steigerung des Komforts eines Benutzers ein sogenannter "Sommerbypass" verwendet, mit welchem warmes Wasser aus einer Primärvorlaufleitung zu einer Primärrücklaufleitung geleitet wird und ein Primärvorlauf auf einer bestimmten Temperatur, üblicherweise zwischen 35°C und 60°C, gehalten werden soll bzw. wird. Hierzu wird gemäß dem Stand der Technik zumindest ein separates Ventil, eine separate Regelung oder eine separate Verrohrung verwendet, um den "Sommerbypass" zu ermöglichen.

[0037] Mit dem neuen erfindungsgemäßen Ansatz wird insbesondere eine Notwendigkeit einer Verwendung von zusätzlichen Bauteilen vermieden und eine gute Temperaturvorhaltung gewährleistet.

[0038] Durch die integrierte Anordnung von Vor- und Rücklauf kann die Funktion des "Sommerbypasses" unter Umgehung des Niedertemperaturkreises in einer Wohnungstation ohne eine zusätzliche Verrohrung und ohne zusätzliche Ventile realisiert werden. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass der Primärvorlauf und der Primärrücklauf räumlich nahe beisammen liegen und durch eine Leitung oder Querbohrung verbunden sind und nicht, wie beim Stand der Technik, durch ein Rückschlagventil getrennt werden. Die Regelung der beiden Betriebsarten wird dabei durch das Ventil übernommen, welches bereits für den Betrieb des Niedertemperaturheizkreises ohnehin notwendig ist.

[0039] Eine Unterscheidung, d.h Umschaltung, zwischen Sommerbypassbetrieb und Niedertemperaturheizkreisbetrieb ist u.a. mittels eines Betriebszustands der Niedertemperaturheizkreispumpe möglich; d.h. wenn die Pumpe aktiv ist, dann findet ein normaler Heizbetrieb statt.

[0040] Durch die aktivierte Niedertemperaturheizkreispumpe zirkuliert das Heizungswasser im sekundären Niedertemperaturkreis. Da der im Kreis zirkulierende Volumenstrom aufgrund des Anwendungsprinzips größer oder gleich dem zugeführten Primärvolumenstrom ist, wird der komplette erhitzte Primärvolumenstrom dem Heizkreis zugeführt.

[0041] Da die zirkulierende Wassermenge im Sekundärkreis konstant bleiben muss, wird der bzw. ein Teil des Sekundärrücklaufs, welcher dem zugeführten Primärvolumenstrom entspricht, in den Primärrücklauf geleitet.

[0042] Wenn der Heizbetrieb und damit die Niedertemperaturheizkreispumpe deaktiviert ist, findet der Sommerbypassbetrieb statt. Nun fließt das Heizungswasser des Primärvorlaufs direkt in den Primärrücklauf.

[0043] Dies wird durch den niedrigen Strömungswiderstand der Kurzschlussstrecke, d.h. der Bypassleitung oder -bohrung, resultierend aus deren großzügigem Querschnitt und des geringen Volumenstroms durch die Bypassleitung oder -bohrung gewährleistet.

[0044] Der Strömungswiderstand des eigentlichen Niedertemperaturkreises ist bereits aufgrund seiner Länge deutlich höher als der Strömungswiderstand der Kurzschlussstrecke. Zudem wirkt sich die thermische Schichtung positiv aus, welche verhindert, dass das heiße Primärwasser, d.h. das Wasser des Primärvorlaufs, in den kühleren Niedertemperaturkreis absinkt.

[0045] Bei Bedarf, aber nicht notwendigerweise, kann der Strömungswiderstand des Sekundärkreises zusätzlich durch eine Schwerkraftbremse erhöht werden, die dafür sorgt, dass in dem Sekundärkreis erst ab einem bestimmten Differenzdruck ein Volumenstrom freigegeben wird.

[0046] Vorteilhaft für die Funktion "Sommerbypass" ist dabei, wenn die Wassermenge des Sommerbypasses möglichst konstant geregelt wird. Dadurch kann der geringe Strömungswiderstand des Übergangsstücks, d.h. der Bypassleitung, optimal genutzt werden.

[0047] Erfindungsgemäß können somit separate Rohrleitungen und Ventile sowie eine separate Steuerung für den Bypassbetrieb eingespart werden, wodurch ein einfacherer Aufbau der Wohnungsstation bei gegenüber dem Stand der Technik geringeren Kosten möglich ist.

[0048] Die erfindungsgemäße Lösung hat gegenüber dem bisherigen Stand der Technik den maßgeblichen Vorteil, dass keine zusätzlichen Bypassleitungen und/oder Rückschlagventile benötigt werden. Gleichzeitig wird mit der Erfindung vermieden, dass bei Ausfall der Niedertemperaturkreismischerpumpe heißes Primärkreiswasser durch die bauseitige Primärkreispumpe direkt bzw. ungemischt in den Niedertemperaturkreis gedrückt wird.

[0049] Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0050] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das anhand der Abbildungen näher erläutert wird. Hierbei zeigen
Fig. 1
eine schematische Darstellung eines Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung während eines Heizbetriebs; und
Fig. 2
eine schematische Darstellung eines Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung während eines Bypassbetriebs.


[0051] In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.

[0052] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung während eines Heizbetriebs. Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 eine Primärvorlaufleitung 20 sowie eine Primärrücklaufleitung 30 sowie einen als Niedertemperaturkreis 40 ausgebildeten Sekundärkreis 40. In dem Sekundärkreis 40 befindet sich eine Pumpe 80 sowie eine Heizung 60, wobei der Sekundärkreis 40 aus der Primärvorlaufleitung 20 mit warmem Wasser versorgt wird, das in dem Sekundärkreis 40 entlang einer Flussrichtung 100 zirkuliert und in einem Maß, in welchem dem Sekundärkreis 40 frisches warmes Wasser aus der Primärvorlaufleitung 20 zugeführt wird, in die Primärrücklaufleitung 30, die mit einem Ventil 90 ausgestattet ist, abgegeben wird. Das in dem Sekundärkreis 40 zirkulierende Wasser mündet sodann über einen als Bypassleitung 50 nutzbaren Leitungsabschnitt des Sekundärkreises 40 in die Primärvorlaufleitung 20 und zirkuliert erneut in dem Sekundärkreis 40, wo das Wasser wiederum für den Betrieb einer Heizung 60 genutzt wird.

[0053] Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung während eines Bypassbetriebs. Wie in Fig. 2, die nicht einen Heizbetrieb wie Fig. 1, sondern einen Bypassbetrieb wiedergibt, zu erkennen ist, ist während des Bypassbetriebs die Pumpe 80 abgeschaltet und die Heizung 60 außer Betrieb. Dies führt in der Konsequenz dazu, dass warmes Wasser aus der Primärvorlaufleitung 20 nicht in den Niedertemperaturkreis 40 fließen kann, sondern unmittelbar in die Bypassleitung 50 eintritt und von dort direkt in die Primärrücklaufleitung 30 fließt. Aus einem Vergleich der Flussrichtungen 100 während des in Fig. 1 dargestellten Heizbetriebs und dem in Fig. 2 dargestellten Bypassbetrieb ist zu erkennen, dass sich die Flussrichtung 100 in der Bypassleitung 50 während des Bypassbetriebs gegenüber dem Heizbetrieb umkehrt. Durch diese Flussrichtungsumkehr 70 kann die Bypassleitung 50 in vorteilhafter Weise sowohl während des Heizbetriebs als auch während des Bypassbetriebs bifunktional genutzt werden.

[0054] Somit ist mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens die Funktion eines Sommerbypasses auf eine gegenüber dem bisherigen Stand der Technik äußerst einfache, elegante und kostengünstige Weise gelöst.

[0055] An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.

Bezugszeichenliste



[0056] 
10
Vorrichtung
20
Primärvorlaufleitung
30
Primärrücklaufleitung
40
Sekundärkreis, Niedertemperaturkreis
50
Bypassleitung
60
Heizung
70
Flussrichtungsumkehr
80
Pumpe des Niedertemperaturkreises
90
Absperrventil
100
Flussrichtung Niedertemperaturkreis



Ansprüche

1. Vorrichtung (10) zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation, insbesondere eines Vorlaufs in einer Wohnungsstation, nämlich eines Primärvorlaufs, für eine Warmwasserbereitung, für eine Zurverfügungstellung von warmem Brauchwasser in einer Wohnungsstation, wobei die Temperatur des zur Verfügung gestellten Warmwassers im Bereich von 30°C bis 70°C, insbesondere im Bereich von 35°C bis 60°C, liegt, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine Leitung (20) des Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, an zumindest einer Leitung (30) eines Primärrücklaufs angeordnet ist und die Leitung (20) des Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, mittels wenigstens einer Leitung (50) und/oder mittels mindestens einer Querbohrung mit der Leitung (30) des Primärrücklaufs verbunden ist, wobei die räumliche und/oder hydraulische Nähe einer Entfernung der Leitung (20) des Primärvorlaufs von der Leitung (30) des Primärrücklaufs entspricht und die Entfernung im Bereich eines einbis dreißigfachen, vorzugsweise im Bereich eines eineinhalb- bis fünfzehnfachen, und besonders bevorzugt im Bereich eines zwei- bis sechsfachen eines Innendurchmessers der Leitung (20) des Primärvorlaufs liegt.
 
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer hydraulischen Verbindung zwischen der Leitung (20) des Primärvorlaufs und der Leitung (30) des Primärrücklaufs kein Ventil, insbesondere kein Absperrventil und/oder Rückschlagventil, und/oder keine Pumpe angeordnet ist.
 
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Verbindung zwischen der Leitung (20) des Primärvorlaufs und der Leitung (30) des Primärrücklaufs ein Bypass zur Umgehung wenigstens eines Niedertemperaturkreises (40), nämlich wenigstens eines Sekundärkreises (40), beispielsweise für eine Heizung (60), insbesondere Flächenheizung, wie beispielsweise eine Fußboden- oder Wandheizung, oder eine anderweitige Raumheizung, ist.
 
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
während eines Bypassbetriebs ausschließlich Leitungen in Betrieb sind, die auch während eines Sekundärkreisbetriebs in Betrieb sind.
 
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der hydraulischen Verbindung zwischen der Leitung (20) des Primärvorlaufs und der Leitung (30) des Primärrücklaufs, nämlich in der Bypassleitung (50), während des Bypassbetriebs eine Umkehrung einer Flussrichtung erfolgt.
 
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Aktivierung oder eine Deaktivierung des Bypassbetriebs, bei welchem Wasser aus einer Leitung (20) des Primärvorlaufs über die Verbindung (50) direkt in die Leitung (30) des Primärrücklaufs fließt, über ein Ventil und/oder eine Pumpe (80) im Sekundärkreis (40) erfolgt.
 
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Querschnitt, insbesondere ein Innendurchmesser, der Bypassleitung (50) und/oder ein Querschnitt einer Bypassbohrung einem Innendurchmesser der Leitung des Sekundärkreises (40) entspricht.
 
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stömungsgeschwindigkeit in der Bypassleitung (50) im Bereich von 0,001 m/s bis 0,166 m/s, bevorzugt im Bereich von 0,008 m/s bis 0,125 m/s und besonders bevorzugt im Bereich von 0,025 m/s bis 0,1 m/s, liegt.
 
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bypassbetrieb ein Volumenstrom durch die Bypassleitung (50) und/oder die Bypassbohrung im Bereich von 0,01 l/min bis 2 l/min, bevorzugt im Bereich von 0,1 l/min bis 1,5 l/min und besonders bevorzugt im Bereich von 0,3 l/min bis 1,2 l/min, liegt.
 
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Strömungswiderstand in der Bypassleitung (50) und/oder durch die Bypassbohrung im Vergleich mit einem Strömungswiderstand in der Leitung des Sekundärkreises (40) klein ist und insbesondere unter 10 mbar (1 kPa), vorzugsweise unter 2 mbar (0,2 kPa) und besonders bevorzugt unter 1 mbar (0,1 kPa), liegt.
 
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in und/oder an einer Leitung des Sekundärkreises (40), die nicht Teil der Bypassleitung (50) ist, eine Einrichtung zur Einstellung eines Strömungswiderstands in der Leitung des Sekundärkreises (40), insbesondere zur Erhöhung des Strömungswiderstands in der Leitung des Sekundärkreises (40), angeordnet ist.
 
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einrichtung zur Einstellung des Strömungswiderstands eine Schwerkraftbremse ist.
 
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einrichtung zur Einstellung des Strömungswiderstands einen Durchfluss durch die Leitung des Sekundärkreises (40) erst ab einem Mindestwasserdruck von 10 mbar (1 kPa), vorzugsweise erst ab einem Mindestwasserdruck von 15 mbar (1,5 kPa) und besonders bevorzugt erst ab einem Mindestwasserdruck von 20 mbar (2 kPa), ermöglicht.
 
14. Verfahren zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation, insbesondere eines Vorlaufs in einer Wohnungsstation, nämlich eines Primärvorlaufs, für eine Warmwasserbereitung, insbesondere für eine Zurverfügungstellung von warmem Brauchwasser in einer Wohnungsstation, wobei die Temperatur des zur Verfügung gestellten Warmwassers im Bereich von 30°C bis 70°C, insbesondere im Bereich von 35°C bis 60°C, liegt, gekennzeichnet durch
folgende Schritte:

- Zurverfügungstellen einer Leitung (20) eines Primärvorlaufs räumlich nahe, insbesondere hydraulisch nahe, vorzugsweise benachbart oder angrenzend, an zumindest einer Leitung (30) eines Primärrücklaufs, wobei die räumliche und/oder hydraulische Nähe einer Entfernung der Leitung (20) des Primärvorlaufs von der Leitung (30) des Primärrücklaufs im Bereich eines ein- bis dreißigfachen, vorzugsweise im Bereich eines eineinhalb- bis fünfzehnfachen, und besonders bevorzugt im Bereich eines zwei- bis sechsfachen eines Innendurchmessers der Leitung (20) des Primärvorlaufs entspricht und wobei die zumindest eine Leitung (20) des Primärvorlaufs ventil- und/oder pumpenfrei mittels wenigstens einer Leitung und/oder mittels mindestens einer Querbohrung mit der zumindest einen Leitung (30) des Primärrücklaufs verbunden ist, um eine Bypassleitung (50) und/oder Bypassbohrung zur Umgehung wenigstens eines Niedertemperaturkreises (40) zur Verfügung zu stellen;

- Zurverfügungstellen einer Leitung eines Niedertemperaturkreises (40), insbesondere Sekundärkreises (40), wobei der Sekundärkreis zumindest ein Ventil und/oder eine Pumpe (80) sowie gegebenenfalls zusätzlich eine Einrichtung zur Einstellung eines Strömungswiderstands in der Leitung des Sekundärkreises (40) aufweist;

- Aktivieren oder Deaktivieren eines Bypassbetriebs, bei welchem Wasser aus einer Leitung (20) des Primärvorlaufs über die Bypassleitung (50) und/oder Bypassbohrung direkt in die Leitung (30) des Primärrücklaufs fließt, über ein Schließen oder Öffnen des Ventils und/oder ein Inbetriebnehmen oder ein Außerbetriebnehmen der Pumpe (80) im Sekundärkreis (40).


 
15. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13 und/oder eines Verfahrens nach Anspruch 14 zum Aufrechterhalten einer Temperatur einer Wohnungsstation, insbesondere eines Vorlaufs in einer Wohnungsstation, nämlich eines Primärvorlaufs, für eine Warmwasserbereitung, insbesondere für eine Zurverfügungstellung von warmem Brauchwasser, in einer Wohnungsstation, wobei die Temperatur des zur Verfügung gestellten Warmwassers im Bereich von 30°C bis 70°C, insbesondere im Bereich von 35°C bis 60°C, liegt.
 




Zeichnung







Recherchenbericht









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