CH708784A2

CH708784A2 - Hot water system for providing drinking water.

Info

Publication number: CH708784A2
Application number: CH01789/13A
Authority: CH
Inventors: Balz Hegg
Original assignee: Swissframe Vertriebs Ag
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2013-10-22
Publication date: 2015-04-30
Also published as: CH708784B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Warmwassersystem (2) zur Bereitstellung von Trinkwasser. Das Warmwassersystem (2) umfasst einen drucklosen Warmwasserbehälter (10), der mit Warmwasser gefüllt ist. In dem Warmwasserbehälter (10) ist ein erster Wärmetauscher (8) angeordnet, der mit Frischwasser mit einer Frischwassertemperatur T FW gespeist wird. Des Weiteren umfasst das Warmwassersystem (2) ein Heizelement (32), welches im Warmwasserbehälter (10) angeordnet ist und im Betrieb das Warmwasser erwärmt. Das Heizelement (32) wird zum Erwärmen des Warmwassers von einer regenerativen Energiequelle (34) gespeist. Die Wärme wird von dem Warmwasser über den ersten Wärmetauscher (8) auf das Frischwasser übertragen, so dass das erwärmte Frischwasser eine zweite Frischwassertemperatur T FW ,2 < T WW aufweist und den Wärmetauscher (8) mit einer zweiten Frischwassertemperatur T FW,2 verlässt. Das Warmwassersystem (2) weist auch einen Durchlauferhitzer (14) auf, der mit dem Frischwasser der zweiten Frischwassertemperatur T FW ,2 gespeist wird und das Frischwasser auf eine dritte Frischwassertemperatur T FW ,3 erwärmt.The invention relates to a hot water system (2) for the provision of drinking water. The hot water system (2) comprises a pressureless hot water tank (10), which is filled with hot water. In the hot water tank (10), a first heat exchanger (8) is arranged, which is supplied with fresh water with a fresh water temperature T FW. Furthermore, the hot water system (2) comprises a heating element (32), which is arranged in the hot water tank (10) and warms the hot water during operation. The heating element (32) is fed by a regenerative energy source (34) for heating the hot water. The heat is transferred from the hot water via the first heat exchanger (8) to the fresh water, so that the heated fresh water has a second fresh water temperature T FW, 2 <T WW and leaves the heat exchanger (8) with a second fresh water temperature T FW, 2. The hot water system (2) also has a water heater (14), which is fed with the fresh water of the second fresh water temperature T FW, 2 and the fresh water to a third fresh water temperature T FW, 3 is heated.

Description

Beschreibung description

[0001 ] Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein energieeffizientes Warmwassersystem. Bevorzugt betriff die Erfindung ein Warmwassersystem mit einer Warmwasseraufbereitung, welche hauptsächlich durch erneuerbare Energien gedeckt wird. The present invention generally relates to an energy efficient hot water system. Preferably, the invention relates to a hot water system with a hot water treatment, which is covered mainly by renewable energy.

[0002] Aus dem Stand der Technik gehen Warmwassersysteme hervor, welche Warmwasser in einem Boiler erhitzen, der mit einem Brenner beheizt wird. Zum Betrieb des Brenners werden in der Regel fossile Brennstoffe verwendet. DE 10 201 1 052 452 A1 beschreibt ein Warmwassersystem, welches Frischwasser in einem Boiler mit Hilfe von erneuerbaren Energien erwärmt. Zum Erwärmen ist in dem Boiler eine Elektrode angebracht, welche von einer Photovoltaikanlage gespeist wird. Das Frischwasser wird im Boiler durch die Elektrode erwärmt und gibt Wärme an einen Wärmetauscher ab, in dem Heizwasser geführt wird. Hot water systems emerge from the prior art, which heat hot water in a boiler, which is heated with a burner. For the operation of the burner fossil fuels are usually used. DE 10 201 1 052 452 A1 describes a hot water system which heats fresh water in a boiler with the aid of renewable energies. For heating, an electrode is mounted in the boiler, which is fed by a photovoltaic system. The fresh water is heated in the boiler through the electrode and gives off heat to a heat exchanger, in which heating water is led.

[0003] Grundsätzlich muss bei der Warmwasserbereitstellung zwischen Trinkwasser und Heizwasser unterschieden werden. In DE 10 201 1 052 452 wird Heizwasser erwärmt, welches zum Betreiben von Heizkörpern in einem geschlossenen Kreislauf verwendet wird. Basically, a distinction must be made in the provision of hot water between drinking water and heating water. In DE 10 201 1 052 452 heating water is heated, which is used for operating radiators in a closed circuit.

[0004] Bei erwärmtem Trinkwasser handelt es sich um keimfreies Frischwasser, das erwärmt wurde und zum Duschen, Baden, Kochen oder Spülen genutzt werden kann. Die Bereitstellung von warmem Trinkwasser ist anspruchsvoller als die Bereitstellung von Heizwasser, da sichergestellt werden muss, dass das Wasser keimfrei ist und bleibt, auch wenn es über einen längeren Zeitraum in einem Reservoir in einem Temperaturbereich zwischen 25 °C und 42 °C gespeichert wird. Ansonsten besteht akute Gefahr, dass sich z.B. Legionellen ungehindert vermehren. When heated drinking water is germ-free fresh water that has been heated and can be used for showering, bathing, cooking or rinsing. The provision of warm drinking water is more demanding than the provision of heating water, because it must be ensured that the water is germ-free and remains, even if it is stored for a long time in a reservoir in a temperature range between 25 ° C and 42 ° C. Otherwise, there is an acute risk that e.g. Increase legionella unhindered.

[0005] Legionellen stellen für den Menschen ein Gesundheitsrisiko dar, wenn sie eingeatmet werden. Auch wenn Legionellen nicht bei jedem Kontakt gesundheitsschädliche Auswirkungen auf den Menschen haben, gibt es heutzutage immer noch Menschen, welche an Legionellen erkranken bzw. sterben. Deshalb ist es von höchster Priorität bei der Trinkwasserbereitstellung sicherzustellen, dass keine Legionellen mehr im Trinkwasser enthalten sind. Legionella pose a health hazard to humans when inhaled. Even if Legionella does not have any detrimental effects on humans at every contact, there are still people today who get sick or die from Legionella. It is therefore of utmost priority to ensure that drinking water supplies are no longer containing any Legionella in drinking water.

[0006] Die gängigste Methode das Trinkwasser von Legionellen und anderen Keimen zu befreien, ist die Erhitzung des Trinkwassers auf über 60 °C. Oft werden hierzu spezielle Schaltungen zum Erhitzen eingesetzt, welche das im Boiler gespeicherte Trinkwasser regelmässig auf eine Temperatur von über 60 °C erhitzen. Das Erhitzen des Trinkwassers stellt jedoch keine energieeffiziente Lösung dar. The most common way to free the drinking water of Legionella and other germs, is the heating of drinking water to over 60 ° C. Often special heating circuits are used for this, which regularly heat the drinking water stored in the boiler to a temperature of over 60 ° C. The heating of the drinking water, however, is not an energy-efficient solution.

[0007] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein energieeffizientes Warmwassersystem zur Bereitstellung von Trinkwasser zur Verfügung zu stellen. An object of the present invention is to provide an energy efficient hot water system for providing drinking water.

[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Warmwassersystem nach Anspruch 1 gelöst. This object is achieved by a hot water system according to claim 1.

[0009] Die Erfindung betrifft ein Warmwassersystem zur Bereitstellung von Trinkwasser. Das Warmwassersystem umfasst einen drucklosen Warmwasserbehälter, der mit Warmwasser gefüllt ist. In dem Warmwasserbehälter ist ein erster Wärmetauscher angeordnet, der mit Frischwasser mit einer Frischwassertemperatur TFw gespeist wird. Des Weiteren umfasst das Warmwassersystem ein Heizelement welches im Warmwasserbehälter angeordnet ist und im Betrieb das Warmwasser erwärmt. Das Heizelement wird zum Erwärmen des Warmwassers von einer regenerativen Energiequelle gespeist. Als Heizelement können entweder Heizelemente oder Wärmetauscher eingesetzt werden. Heizelemente können beispielsweise durch Photovoltaikanlagen mit Strom versorgt werden, wobei Wärmetauscher das Warmwasser mit einem Wärmestrom aus thermischen Solaranlagen oder Wärmepumpen aufwärmen. Das Warmwasser wird auf eine Warmwassertemperatur Tww erwärmt. Die Wärme wird von dem Warmwasser über den ersten Wärmetauscher auf das Frischwasser übertragen, sodass das erwärmte Frischwasser eine zweite Frischwassertemperatur TFWi2< Twwaufweist und den Wärmetauscher mit einer zweiten Frischwassertemperatur TFWi2verlässt. Das Warmwassersystem weist auch einen Durchlauferhitzer auf, der mit dem Frischwasser der zweiten Frischwassertemperatur TFWi2gespeist wird und das Frischwasser auf eine dritte Frischwassertemperatur T erwärmt. Unter dem Begriff Frischwasser ist Wasser gemeint, das keimfrei ist und als Trinkwasser verwendet werden kann. The invention relates to a hot water system for the provision of drinking water. The hot water system includes a pressureless hot water tank, which is filled with hot water. In the hot water tank, a first heat exchanger is arranged, which is fed with fresh water with a fresh water temperature TFw. Furthermore, the hot water system comprises a heating element which is arranged in the hot water tank and heats the hot water during operation. The heating element is powered to heat the hot water from a regenerative energy source. As a heating element either heating elements or heat exchangers can be used. Heating elements can be supplied, for example by photovoltaic systems with electricity, wherein heat exchangers warm the hot water with a heat flow from thermal solar systems or heat pumps. The hot water is heated to a hot water temperature Tww. The heat is transferred from the hot water to the fresh water via the first heat exchanger so that the heated fresh water has a second fresh water temperature TFWi2 <Tww and leaves the heat exchanger with a second fresh water temperature TFWi2. The hot water system also has a water heater, which is supplied with the fresh water of the second fresh water temperature TFWi2 and the fresh water is heated to a third fresh water temperature T. The term fresh water means water that is germ-free and can be used as drinking water.

[0010] Das erfindungsgemässe Warmwassersystem ist sehr energieeffizient! Das Warmwasser wird in einem ersten Schritt auf eine, gegenüber anderen Systemen geringere Temperatur erwärmt. Das Frischwasser wird bevorzugt mit einer ersten Frischwassertemperatur Tram zwischen 10 °C und 15 °C von der Wasserversorgungsleitung abgezapft. Dieses Leitungswasser hat Trinkwasserqualität und ist dementsprechend entkeimt und weist nur eine geringe Temperatur auf. Bei geringen Temperaturen vermehren sich Keime wie z.B. Legionellen kaum, so dass keine kritische Legionellenkonzentration erreicht werden kann. Wird warmes Trinkwasser von dem Anwender benötigt, so wird das kalte Frischwasser durch den ersten Wärmetauscher geleitet und auf eine zweite Frischwassertemperatur TFWi2erwärmt. Schliesslich wird das Frischwasser durch einen Durchlauferhitzer geleitet und auf eine dritte Frischwassertemperatur TFWi3erwärmt, mit der es zum Verbraucher geleitet wird. Das warme Frischwasser wird sofort nach der Aufbereitung verbraucht und zu keinem Zeitpunkt in einem Reservoir gespeichert. Es bestehen also nie Bedingungen, die es erlauben, dass sich Keime wie z. B. Legionellen vermehren könnten. Die dritte Frischwassertemperatur kann somit unter 60 °C liegen. Demzufolge wird deutlich weniger Energie zur Bereitstellung von warmem Frischwasser benötigt. Dem Verbraucher wird somit ein keimfreies warmes Frischwasser bereitgestellt, das energiesparend auf die gewünschte Temperatur erhitzt wird. The inventive hot water system is very energy efficient! The hot water is heated in a first step to a, compared to other systems lower temperature. The fresh water is preferably tapped with a first fresh water temperature Tram between 10 ° C and 15 ° C from the water supply line. This tap water has drinking water quality and is accordingly sterilized and has only a low temperature. At low temperatures germs such as e.g. Legionella hardly, so that no critical Legionellenkonzentration can be achieved. If hot drinking water is required by the user, the cold fresh water is passed through the first heat exchanger and heated to a second fresh water temperature TFWi2. Finally, the fresh water is passed through a water heater and heated to a third fresh water temperature TFWi3, with which it is passed to the consumer. The warm fresh water is consumed immediately after processing and never stored in a reservoir. So there are never conditions that allow germs such. B. could increase legionella. The third fresh water temperature can thus be below 60 ° C. As a result, significantly less energy is needed to provide warm fresh water. The consumer is thus provided a germ-free warm fresh water, which is heated energy-saving to the desired temperature.

2 [0011 ] Bei handelsüblichen Systemen wird das Frischwasser in einem Boiler gesammelt und erhitzt. Die Boiler bieten bei Temperaturen unter 55 °C ideale Bedingungen, damit sich Legionellen ausbreiten können. Ein Erhitzen des Frischwassers auf über 60 °C ist somit bei traditionellen Systemen unumgänglich. Das im Boiler gespeicherte Frischwasser wird deshalb bevorzugt periodisch mit einer speziellen Ansteuerschaltung auf über 60 °C erhitzt. Soll warmes Frischwasser bei handelsüblichen Systemen bereitgestellt werden, wird das warme Frischwasser mit einer Temperatur von 60 °C durch die Warmwasserleitung geleitet und erst an dem Verbraucher (Dusche, Bad etc.) mit Kaltwasser vermischt, um die gewünschte Temperatur zu erhalten. Zusätzlich werden bei den handelsüblichen Boilern grössere Mengen an Frischwasser auf einer hohen Temperatur gespeichert, um jederzeit ausreichend warmes Frischwasser zur Verfügung zu haben. Oft wird jedoch kein warmes Frischwasser benötigt. Während der Ferienzeit wird deshalb in vielen Fällen das Frischwasser unnötig erhitzt und führt somit zu einem unnötigen Energieverbrauch. Traditionell befindet sich der Boiler im Keller des Wohnhauses, was dazu führt, dass lange Wasserleitungen mit dementsprechend grossen Volumen benötigt werden, um für alle Verbraucher warmes Frischwasser bereitzustellen. Um zu verhindern, dass das warme Frischwasser in den langen Leitungen «steht», werden Zirkulationspumpen verwendet, welche das Frischwasser ständig umwälzen. Zum Betrieb der Zirkulationspumpen wird der Fluidstrom umgewälzt, wobei der durch Zirkulationsleitungen geleitet wird. Hierbei muss sichergestellt werden, dass in den Zirkulationsleitungen die Frischwassertemperatur nicht unter 55 °C sinkt. Dies stellt einen erheblichen Kostenfaktor dar. Zuerst müssen die Zirkulationspumpe und die Zirkulationsleitungen bereitgestellt werden. Anschliessend wird viel Energie aufgewandt um das Frischwasser in den Zirkuiationsleitungen umzuwälzen. Die Anschaffung und der Betrieb einer Warmwasserzirkulation ist aufwändig und kostspielig. 2 In commercial systems, the fresh water is collected in a boiler and heated. The boilers provide ideal conditions at temperatures below 55 ° C, so that Legionella can spread. Heating the fresh water above 60 ° C is therefore essential in traditional systems. The fresh water stored in the boiler is therefore preferably heated periodically with a special drive circuit to above 60 ° C. If warm fresh water is to be supplied with commercially available systems, the warm fresh water with a temperature of 60 ° C is passed through the hot water pipe and only at the consumer (shower, bath, etc.) mixed with cold water to maintain the desired temperature. In addition, commercially available boilers store large quantities of fresh water at a high temperature in order to always have enough warm fresh water at their disposal. Often, however, no warm fresh water is needed. During the holiday season, therefore, in many cases, the fresh water is unnecessarily heated and thus leads to unnecessary energy consumption. Traditionally, the boiler is located in the basement of the house, which means that long water pipes with correspondingly large volumes are needed to provide warm fresh water for all consumers. In order to prevent the warm fresh water from "standing" in the long lines, circulation pumps are used, which continuously circulate the fresh water. To operate the circulation pumps, the fluid flow is circulated, passing through circulation conduits. It must be ensured that the fresh water temperature in the circulation pipes does not fall below 55 ° C. This represents a significant cost factor. First, the circulation pump and the circulation lines must be provided. Subsequently, a lot of energy is expended to circulate the fresh water in the Zirkuationsleitungen. The purchase and operation of a hot water circulation is complex and costly.

[0012] Für das erfindungsgemässe Warmwassersystem werden keine teuren Zirkulationssysteme benötigt, in denen das Frischwasser bei einer Temperatur zwischen 60 °C und 55 °C umgewälzt wird. Somit entfallen die Kosten für die Zirkulationsleitungen und Zirkulationspumpe. Zusätzlich ist bekannt, dass in den Zirkulationsleitungen Wärme verloren geht. Hierzu müssen die Rohrleitungen gegebenenfalls isoliert werden um eine gute Energiebilanz aufzuweisen. Dies ist jedoch mit einem hohen Kostenaufwand verbunden. Sind die Rohrleitungen nicht oder schlecht isoliert, geht sehr viel Wärme verloren, wodurch viel Energie zum Erwärmen des Frischwassers aufgebracht werden muss. For the inventive hot water system no expensive circulation systems are needed in which the fresh water is circulated at a temperature between 60 ° C and 55 ° C. This eliminates the costs for the circulation lines and circulation pump. In addition, it is known that heat is lost in the circulation pipes. For this purpose, the pipelines may need to be isolated to have a good energy balance. However, this is associated with a high cost. If the pipes are not isolated or poorly insulated, a lot of heat is lost, which requires a lot of energy to heat up the fresh water.

[0013] Das Warmwassersystem wird bevorzugt in Mehrfamilienhäuser angewendet, kann jedoch auch für Einzelwohnungen in Anbetracht gezogen werden. The hot water system is preferably used in apartment buildings, but can also be taken into account for individual apartments.

[0014] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beträgt die Warmwassertemperatur Tww zwischen 30 °C und 45 °C im Warmwasserbehälter. Durch die Warmwassertemperatur Tww zwischen 30 °C und 45 °C wird das Frischwasser über den ersten Wärmetauscher auf die optimale zweite Frischwassertemperatur TFw erwärmt. Die zweite Frischwassertemperatur TFw entspricht der Wassertemperatur im Warmwasserbehälter und nimmt mit der Entnahme von Warmwasser ab. According to a preferred embodiment of the invention, the hot water temperature Tww between 30 ° C and 45 ° C in the hot water tank. Due to the hot water temperature Tww between 30 ° C and 45 ° C, the fresh water is heated via the first heat exchanger to the optimum second fresh water temperature TFw. The second fresh water temperature TFw corresponds to the water temperature in the hot water tank and decreases with the removal of hot water.

[0015] Durch eine im Durchlauferhitzer befindliche Steuerung lässt sich die dritte Frischwassertemperatur T auf einen gewünschten Wert einstellen. Werden mehrere Durchlauferhitzer im gleichen Gebäude verwendet, kommunizieren diese bevorzugt über die jeweiligen ersten Steuereinheiten, sodass eine maximale Anzahl von Durchlauferhitzer die gleichzeitig im Betrieb sind nicht überschritten wird. Somit wird sichergestellt, dass die maximal für das Gebäude zur Verfügung stehende Leistung nicht überschritten wird. By a controller located in the water heater, the third fresh water temperature T can be set to a desired value. If several instantaneous water heaters are used in the same building, these preferably communicate via the respective first control units, so that a maximum number of instantaneous water heaters that are simultaneously in operation is not exceeded. This ensures that the maximum available power for the building is not exceeded.

[0016] Nach einer bevorzugen Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Steuereinheit, der Durchlauferhitzer und der Warmwasserbehälter in einem Vorwandsystem angeordnet. Demzufolge können die Warmwasserleitungen, welche die Verbraucher mit dem erwärmten Frischwasser versorgen relativ kurz, d.h. wenige Meter ausgelegt werden. Der Warmwasserbehälter befindet sich im Gegensatz zu traditionellen Boilern platzsparend hinter einer Vorwand. Somit sind keine langen Wasserleitungen mehr nötig, welche den Boiler im Keller mit den unterschiedlichen Verbrauchern verbinden. Mit solchen relativ kurzen Warmwasserleitungen wird besonders wenig Wärme an die Umgebung abgegeben und der Warmwasserverbrauch reduziert. After a preferred embodiment of the invention, the first control unit, the water heater and the hot water tank is arranged in a pre-wall system. Consequently, the hot water pipes, which provide the consumers with the heated fresh water relatively short, i. be designed a few meters. The hot water tank is in contrast to traditional boilers space saving behind a pretext. Thus, no longer long water pipes are needed, which connect the boiler in the basement with the different consumers. With such relatively short hot water pipes, very little heat is given off to the environment and hot water consumption is reduced.

[0017] Bevorzugt umfasst das Warmwassersystem eine Photovoltaikanlage, welche das Heizelement mit Energie versorgt. Die Photovoltaikanlage versorgt das Heizelement mit regenerativer Energie. Der Warmwasserbehälter ist somit unabhängig von der externen Energieversorgung. Preferably, the hot water system comprises a photovoltaic system, which supplies the heating element with energy. The photovoltaic system supplies the heating element with regenerative energy. The hot water tank is thus independent of the external power supply.

[0018] Das Warmwassersystem umfasst bevorzugt eine zweite Steuereinheit, welche die Energieversorgung des Heizelements steuert. Die zweite Steuereinheit schaltet zwischen einer ersten Schaltstellung und einer zweiten Schaltstellung. In einer ersten Schaltstellung wird das Heizelement mit Energie aus der Photovoltaikanlage versorgt. In einer zweiten Schaltstellung wird die Netzabspeisung als Energiequelle verwendet. Demzufolge kann das Heizelement auch mit Energie versorgt werden, wenn nicht ausreichend Sonne vorhanden ist. The hot water system preferably comprises a second control unit which controls the power supply of the heating element. The second control unit switches between a first switching position and a second switching position. In a first switching position, the heating element is supplied with energy from the photovoltaic system. In a second switching position, the power supply is used as an energy source. As a result, the heating element can also be supplied with energy if there is insufficient sun.

[0019] Vorzugsweise kann die zweite Steuereinheit in einer dritten Schaltstellung die Photovoltaikanlage mit einer Netzeinspeisung verbinden. Des Weiteren kann ein Temperatursensor im Warmwasserbehälter angeordnet sein, welcher die Warmwassertemperatur im Warmwasserbehälter misst. Falls das Warmwasser die gewünschte Temperatur erreicht hat, lässt sich die überschüssige Energie durch die Netzeinspeisung in das Netz des Energieversorgers einspeisen. Des Weiteren kann in der zweiten Steuereinheit ein Algorithmus implementiert sein, der die Energie der Photovoltaikanlage kostenoptimiert verteilt. Preferably, the second control unit in a third switch position connect the photovoltaic system with a grid feed. Furthermore, a temperature sensor can be arranged in the hot water tank, which measures the hot water temperature in the hot water tank. If the hot water has reached the desired temperature, the surplus energy can be fed into the grid of the energy supplier through the grid feed. Furthermore, an algorithm can be implemented in the second control unit, which distributes the energy of the photovoltaic system in a cost-optimized manner.

3 [0020] Alternativ oder zusätzlich zum Heizelement ist ein zweiter Wärmetauscher im Warmwasserbehälter angeordnet, der dem Warmwasser Energie durch eine fluidverbundene Heizung (Wärmepumpe etc.) zuführt. Somit kann zwischen mehreren regenerativen Energiequellen ausgewählt werden, um das Warmwasser zu erwärmen. Besonders im Winter ist ein Speisen des zweiten Wärmetauschers mit einer Wärmepumpe besonders energieeffizient. Alternatively or in addition to the heating element, a second heat exchanger is arranged in the hot water tank, which supplies energy to the hot water through a fluid-connected heater (heat pump, etc.). Thus, it is possible to choose between several regenerative energy sources to heat the hot water. Especially in winter, feeding the second heat exchanger with a heat pump is particularly energy efficient.

[0021 ] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einer möglichen Ausführungsform der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren entnommen werden. Diese zeigt: Further details and advantages of the invention can be taken from the following detailed description of a possible embodiment of the invention with reference to the accompanying figures. This shows:

Fig. 1 eine schematische Anordnung der Komponenten eines erfindungsgemässen Warmwassersystems. Fig. 1 is a schematic arrangement of the components of an inventive hot water system.

[0022] In Fig. 1 ist ein bevorzugtes Warmwassersystem 2 dargestellt. Das Warmwassersystem 2 wird über eine Frischwasserversorgung 4 gespeist, welche über eine Zuführleitung 6 mit einem Wärmetauscher 8 in Fluidverbindung steht. Der Wärmetauscher s ist in einem Warmwasserbehälter 10 angeordnet, der das Frischwasser innerhalb des Wärmetauschers 8 getrennt vom Warmwasser des Warmwasserbehälters 10 führt. Das Frischwasser mit einer ersten Frischwassertemperatur TFW,i wird vom Warmwasser auf eine zweite Frischwassertemperatur T erwärmt und verlässt den Wärmetauscher 8 über eine Abführleitung 12. In Fig. 1, a preferred hot water system 2 is shown. The hot water system 2 is fed via a fresh water supply 4, which is in fluid communication with a heat exchanger 8 via a supply line 6. The heat exchanger s is arranged in a hot water tank 10, which leads the fresh water within the heat exchanger 8 separated from the hot water of the hot water tank 10. The fresh water with a first fresh water temperature TFW, i is heated by the hot water to a second fresh water temperature T and leaves the heat exchanger 8 via a discharge line 12.

[0023] Die Abführleitung 12 leitet das erwärmte Trinkwasser durch einen elektrischen Durchlauferhitzer 14, der das Trinkwasser weiter auf eine dritte Frischwassertemperatur TFWi3erhitzt. Die Energiezufuhr zum Durchlauferhitzer 14 wird über einen Schalter 18 getätigt, der den Durchlauferhitzer 14 mit dem Stromnetz des Netzbetreibers verbindet. Der Schalter 18 wird von einer ersten Steuerung geschaltet. Der Durchlauferhitzer 14 kann somit das bereits erwärmte Frischwasser auf eine dritte Frischwassertemperatur T von maximal 60 °C erwärmen. Bei der Verwendung von mehreren Durchlauferhitzern in einem Gebäude, wie es vorwiegend bei Mehrfamilienhäusern der Fall ist, werden die Durchlauferhitzer so von einer ersten Steuerung gesteuert, dass die maximal zu Verfügung stehende Leistung des Gebäudes nicht überschritten wird. The discharge line 12 passes the heated drinking water through an electric instantaneous water heater 14, which further heats the drinking water to a third fresh water temperature TFWi3. The power supply to the water heater 14 is made via a switch 18, which connects the water heater 14 to the power grid of the network operator. The switch 18 is switched by a first controller. The water heater 14 can thus heat the already heated fresh water to a third fresh water temperature T of 60 ° C maximum. When using multiple instantaneous water heaters in a building, as is the case with multiple dwellings, the instantaneous water heaters are controlled by a first controller so that the maximum available power of the building is not exceeded.

[0024] Das erwärmte Frischwasser mit der Frischwassertemperatur T wird über eine Warmwasserleitung 20 zu den geforderten Einrichtungen befördert. Bei dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Durchlauferhitzer 14 durch Warmwasserleitungen 20 mit der Dusche 22, dem Lavabo 24 und der Küchenspüle 26 fluidverbunden. Das auf eine Temperatur T erhitzte Trinkwasser wird zum Duschen, Baden, Spülen und Kochen verwendet. The heated fresh water with the fresh water temperature T is transported via a hot water pipe 20 to the required facilities. In this preferred embodiment of the invention, the water heater 14 by means of hot water pipes 20 with the shower 22, the Lavabo 24 and the kitchen sink 26 fluidly connected. The heated to a temperature T drinking water is used for showering, bathing, rinsing and cooking.

[0025] Durch die Anordnung des Durchlauferhitzers 14 und des dezentralen Warmwasserbehälters 10, können die Warmwasserleitungen 20, welche das erwärmte Frischwasser mit der Frischwassertemperatur TFWi3befördern, relativ kurz sein. Durch die kurzen Wasserleitungen 20 ist das Warmwassersystem 2 besonders energieeffizient und besonders wasserverbrauchsarm. Besonders bei Hochhäusern mit zentralem Boiler und langen Warmwasserleitungen wird eine deutliche Energieersparnis erzielt. Mit der vorliegenden, dezentralen Anordnung des Warmwasserbehälters 10 und des Durchlauferhitzers 14 kann eine Reduktion des Wärmeverlustes von bis zu 50% erzielt werden. By the arrangement of the water heater 14 and the decentralized hot water tank 10, the hot water pipes 20, which promote the heated fresh water with the fresh water temperature TFWi3, be relatively short. Due to the short water pipes 20, the hot water system 2 is particularly energy efficient and particularly low water consumption. Especially in high-rise buildings with a central boiler and long hot water pipes, a significant energy saving is achieved. With the present, decentralized arrangement of the hot water tank 10 and the flow heater 14, a reduction of the heat loss of up to 50% can be achieved.

[0026] Im Durchlauferhitzer 14 wird die Frischwassertemperatur T eingestellt, auf die das vorgewärmte Frischwasser erhitzt wird. Daraus folgt, dass kein Frischwasser auf eine hohe Temperatur (e.g. 60 °C) aufgeheizt wird und später wieder unter Zumischung von kaltem Frischwasser abgekühlt wird. Kaltes Frischwasser wird durch eine Kaltwasserzuführleitung 30 bereitgestellt, welche die Frischwasserversorgung 4 mit der Dusche, dem Lavabo, der Badewanne oder der Küchenspüle fluidverbindet. In the water heater 14, the fresh water temperature T is set, to which the preheated fresh water is heated. It follows that no fresh water to a high temperature (eg 60 ° C) is heated and later cooled again with the addition of cold fresh water. Cold fresh water is provided by a cold water supply line 30 which fluidly connects the fresh water supply 4 to the shower, lavabo, bathtub or kitchen sink.

[0027] Im Warmwasserbehälter 10 ist ein Heizelement angeordnet, welche das Warmwasser im Warmwasserbehälter 10 auf eine Temperatur Tww im Temperaturbereich zwischen 30 °C und 45 °C erhitzt. Im Gegensatz zu handelsüblichen Boilern wird hierbei eine deutliche Energieersparnis erzielt. In herkömmlichen Boilern wird das Wasser in der Regel durch Verbrennung von fossilen Brennstoffen auf eine Temperatur über 60 °C erhitzt, um kritische Legionellenkonzentrationen zu vermeiden. Bei traditionellen Boilern werden spezielle Schaltungen zur Steuerung des Boilers benötigt, welche das Warmwasser regelmässig auf Temperaturen von über 60 °C erhitzen. Besonders in heissen Sommermonaten wird ein Erwärmen des Warmwassers auf so hohe Temperaturen nur aus Hygienegründen durchgeführt. In the hot water tank 10, a heating element is arranged, which heats the hot water in the hot water tank 10 to a temperature Tww in the temperature range between 30 ° C and 45 ° C. In contrast to commercially available boilers this is a significant energy savings achieved. In conventional boilers, the water is usually heated to a temperature above 60 ° C by burning fossil fuels to avoid critical levels of Legionella. Traditional boilers require special circuits to control the boiler, which heat the hot water regularly to temperatures above 60 ° C. Especially in hot summer months warming of the hot water to such high temperatures is only carried out for reasons of hygiene.

[0028] Das erfindungsgemässe Warmwassersystem 2 umgeht dieses Problem. Im ersten Wärmetauscher 8 ist das Trinkwasser vom Warmwasserbehälter 10 getrennt geführt, so dass keine Legionellen vom Warmwasser auf das Trinkwasser übertragen werden können. Dadurch, dass das erhitzte Trinkwasser sich nur kurzzeitig in den Warmwasserleitungen 20 befindet, bevor es verbraucht wird, ist die Gefahr der Legionellenentstehung stark eingeschränkt. Demnach besteht keine Gefahr, dass in dem bereitgestellten Trinkwasser des erfindungsgemässen Warmwassersystems 2 Legionellen enthalten sind. The inventive hot water system 2 bypasses this problem. In the first heat exchanger 8, the drinking water from the hot water tank 10 is guided separately, so that no Legionella can be transferred from the hot water to the drinking water. The fact that the heated drinking water is only briefly in the hot water lines 20 before it is consumed, the risk of Legionella formation is severely limited. Accordingly, there is no danger that contained in the provided drinking water of the inventive hot water system 2 Legionella.

[0029] Durch Erwärmen des Warmwassers auf eine Temperatur Tww im Temperaturbereich zwischen 30 °C bis 45 °C wird somit im Vergleich zu herkömmlichen Systemen (welche das Wasser auf 60 °C erhitzen) eine erhebliche Energieersparnis erzielt. Des Weiteren wird bei dem erfindungsgemässen Erhitzen kein fossiler Brennstoff verbrannt. Somit kann der Kohlenstoffmonoxidausstoss erheblich reduziert werden. By heating the hot water to a temperature Tww in the temperature range between 30 ° C to 45 ° C is thus achieved in comparison with conventional systems (which heat the water to 60 ° C), a significant energy savings. Furthermore, no fossil fuel is burned in the inventive heating. Thus, the carbon monoxide output can be significantly reduced.

[0030] Das Heizelement 32 kann abwechselnd über eine Photovoltaikanlage 34 oder über das Netz des Elektrizitätswerks 36 gespeist werden. Das Warmwassersystem 2 ist bevorzugt so eingestellt, dass das Heizelement 32 vorwiegend über die Photovoltaikanlage 34 gespeist wird. Über einen ersten Zweiwegeschalter 38 wird das Heizelement 32 entweder mit der Netzabspeisung oder der Photovoltaikanlage 34 versorgt. The heating element 32 can be fed alternately via a photovoltaic system 34 or via the network of the power station 36. The hot water system 2 is preferably set so that the heating element 32 is fed mainly via the photovoltaic system 34. Via a first two-way switch 38, the heating element 32 is supplied with either the mains power supply or the photovoltaic system 34.

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Claims

[0031 ] Um Kosten zu reduzieren ist die zweite Steuereinheit 40 zwischen dem Heizelement 32 und der regenerativen Energiequelle angeordnet, welche den Betrieb der PV-Anlage 34 der Netzeinspeisung, Netzabspeisung und des Heizelements 32 steuert. Die zweite Steuereinheit 40 wählt, ob das Heizelement 32 mit Strom aus der PV-Anlage 34 oder mit Strom aus dem Netz des Netzbetreibers 36 gespeist wird. In der zweiten Steuereinheit 40 ist ein Algorithmus gespeichert, welcher ein kostenoptimiertes Umschalten zwischen der Photovoltaikanlage 34 oder der Netzabspeisung ermöglicht. Benötigt der Netzbetreiber beispielsweise viel Strom kann der Strom der Photovoltaikanlage 34 in das Stromnetz des Netzbetreibers gespeist werden. Die Entlohnung für die Bereitstellung des Stroms ist grundsätzlich vom Zeitpunkt der Bereitstellung und der Menge des Stroms abhängig. Wird besonders viel Strom im Stromnetz benötigt, so fällt die Entlohnung für den Verbraucher höher auf. Somit ist es für den Verbraucher lukrativ, dem Netzbetreiber den Strom der Photovoltaikanlage 34 (sogenannte «peaks») zu gewissen Zeitpunkten zur Verfügung zu stellen. Die zweite Steuereinheit 40 berechnet abhängig vom Strompreis die kostenoptimalste Versorgung des Heizelements 32 mit Strom. Die zweite Steuereinheit steuert den ersten Zweiwegeschalter 38 und den zweiten Zweiwegschalter 44, welcher die PV-Anlage 34 wahlweise mit der Netzeinspeisung des Netzbetreibers oder mit dem Heizelement 32 verbindet. [0032] In der ersten Schaltstellung verbindet ein erster Zweiwegschalter 38 das Heizelement 32 mit der PV-Anlage 34. Beim Umschalten des ersten Zweigschalters 38 in die zweite Schaltstellung ist das Heizelement 32 mit der Photovoltaikanlage 34 elektrisch verbunden. [0033] Durch Anordnen eines Temperatursensors 42 im Warmwasserbehälter 10, erfasst die zweite Steuereinheit 40 die Temperatur Twwim Warmwasserbehälter 10. Dadurch kann die zweite Steuereinheit 40 die Photovoltaikanlage 34 mit der Netzeinspeisung verbinden, falls das Warmwasser im vorgegebenen Temperaturbereich liegt und die Erwärmung durch das Heizelement 32 nicht benötigt wird. [0034] Wurde der Warmwasserbehälter 10 auf die bevorzugte Temperatur erhitzt, legt die zweite Steuereinheit 40 den zweiten Zweiwegschalter 44 um und verbindet die PV-Anlage 34 mit der Netzeinspeisung. [0035] Ein zusätzlicher zweiter Wärmetauscher 46 ist im Warmwasserbehälter 10 angeordnet. Dieser wird vor allem in der Winterheizperiode benötigt. Dann soll die Vorwärmung des Warmwasserbehälters 10 durch die Zentralheizung ergänzt werden. In dem zweiten Wärmetauscher 46 wird ein Fluid geführt, welches von der Zentralheizung 48 in einem dritten Wärmetauscher 50 erhitzt wird. [0036] Alternativ oder zusätzlich zum Heizelement 32, kann das Wasser auch mit Wärme aus einem Fernwärmenetz oder einer Wärmepumpe erwärmt werden. Die Erwärmung mit Hilfe von thermischen Solaranlagen ist auch möglich. Somit ist eine besonders grosse Unabhängigkeit von den Netzbetreibern gegeben. [0037] Der Warmwasserbehälter 10 wird bevorzugt hinter einer Vorwand angeordnet. Somit wird eine schnelle Installation ermöglicht. Der Warmwasserbehälter muss im Gegensatz zu einem Boiler durch den geschlossen Kreislauf nicht entkalkt werden. Somit entfällt der Aufwand welcher aufgebracht, werden muss, um den Boiler zu reinigen. Patentansprüche 1. Warmwassersystem zur Bereitstellung von Trinkwasser, umfassend: - einen ersten Warmwasserbehälter, welcher mit Warmwasser gefüllt ist, - einen ersten Wärmetauscher, welcher im Warmwasserbehälter angeordnet ist und mit Frischwasser einer ersten Frischwassertemperatur TFWgespeist wird, - ein Heizelement, das im Warmwasserbehälter angeordnet ist und im Betrieb das Warmwasser erwärmt, wobei das Heizelement zum Erwärmen des Warmwassers von einer regenerativen Energiequelle gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmwasser auf eine Temperatur TWw erwärmt wird, wobei Wärme über den ersten Wärmetauscher auf das Frischwasser übertragen wird, so dass das erwärmte Frischwasser den Wärmetauscher mit einer zweiten Frischwassertemperatur TFw verlässt, anschliessend wird das Frischwasser durch einen Durchlauferhitzer geleitet und erwärmt, wobei der Durchlauferhitzer mit dem erwärmten Frischwasser mit einer zweiten Frischwassertemperatur TFWi2gespeist wird und den Durchlauferhitzer mit dem erwärmten Frischwasser mit einer dritten Frischwassertemperatur TFWi3verlässt. In order to reduce costs, the second control unit 40 is arranged between the heating element 32 and the regenerative energy source, which controls the operation of the PV system 34, the grid feed and the heating element 32. The second control unit 40 selects whether the heating element 32 is supplied with power from the PV system 34 or with power from the network of the network operator 36. In the second control unit 40, an algorithm is stored, which allows cost-optimized switching between the photovoltaic system 34 or the network feed. For example, if the grid operator requires a lot of power, the power of the photovoltaic system 34 can be fed into the grid of the grid operator. The remuneration for the provision of the electricity is basically dependent on the time of provision and the amount of electricity. If an extra amount of electricity is needed in the power grid, the pay will be higher for the consumer. Thus, it is lucrative for the consumer to provide the grid operator with the power of the photovoltaic system 34 (so-called "peaks") at certain times. The second control unit 40 calculates the cost-optimal supply of the heating element 32 with power, depending on the electricity price. The second control unit controls the first two-way switch 38 and the second two-way switch 44, which connects the PV system 34 optionally to the mains supply of the grid operator or to the heating element 32. In the first switching position, a first two-way switch 38 connects the heating element 32 with the PV system 34. When switching the first branch switch 38 in the second switching position, the heating element 32 is electrically connected to the photovoltaic system 34. By arranging a temperature sensor 42 in the hot water tank 10, detects the second control unit 40, the temperature Twwim hot water tank 10. This allows the second control unit 40 connect the photovoltaic system 34 with the mains supply, if the hot water is in the predetermined temperature range and the heating by the heating element 32 is not needed. If the hot water tank 10 has been heated to the preferred temperature, the second control unit 40 converts the second two-way switch 44 and connects the PV system 34 to the mains supply. An additional second heat exchanger 46 is arranged in the hot water tank 10. This is needed especially in the winter heating season. Then, the preheating of the hot water tank 10 should be supplemented by the central heating. In the second heat exchanger 46, a fluid is passed, which is heated by the central heating 48 in a third heat exchanger 50. Alternatively, or in addition to the heating element 32, the water can also be heated with heat from a district heating network or a heat pump. Heating with the help of solar thermal systems is also possible. Thus, a particularly large independence from the network operators is given. The hot water tank 10 is preferably arranged behind a pretext. Thus, a quick installation is possible. The hot water tank, unlike a boiler, does not have to be decalcified by the closed circuit. This eliminates the effort which has to be applied to clean the boiler. claims A hot water system for providing drinking water, comprising: a first hot water tank filled with hot water, a first heat exchanger, which is arranged in the hot water tank and is supplied with fresh water of a first fresh water temperature TFW, - A heating element, which is arranged in the hot water tank and in operation heats the hot water, wherein the heating element for heating the hot water is fed by a regenerative energy source, characterized in that the hot water is heated to a temperature TWw, wherein heat via the first heat exchanger on the fresh water is transferred so that the heated fresh water leaves the heat exchanger with a second fresh water temperature TFw, then the fresh water is passed through a water heater and heated, the water heater is fed with the heated fresh water with a second fresh water temperature TFWi2 and the water heater with the heated fresh water with a third freshwater temperature TFWi3 leaves.

2. Warmwassersystem nach Anspruch 1 , wobei das Warmwasser von dem Heizelement auf eine Temperatur TFWzwischen 30 °C und 45 °C erwärmt wird. 2. Hot water system according to claim 1, wherein the hot water is heated by the heating element to a temperature TFW between 30 ° C and 45 ° C.

3. Warmwassersystem nach Anspruch 1 , wobei das Warmwassersystem eine erste Steuereinheit umfasst, welche die Stromversorgung des Durchlauferhitzers steuert. 3. hot water system according to claim 1, wherein the hot water system comprises a first control unit which controls the power supply of the water heater.

4. Warmwassersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Steuereinheit, der Durchlauferhitzer und der Warmwasserbehälter in einem Vorwandsystem angeordnet sind. 4. Hot water system according to one of the preceding claims, wherein the first control unit, the water heater and the hot water tank are arranged in a pre-wall system.

5. Warmwassersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Warmwassersystem eine Photovoltaikanlage umfasst, welche das Heizelement mit Energie versorgt. 5. Hot water system according to one of the preceding claims, wherein the hot water system comprises a photovoltaic system, which supplies the heating element with energy.

6. Warmwassersystem nach Anspruch 5, wobei das Warmwassersystem eine zweite Steuereinheit umfasst, welche zwischen der Photovoltaikanlage und einer Netzabspeisung schaltet, wobei in einer ersten Schaltstellung das Heiz- 5 element mit der PV-Anlage elektrisch gekoppelt ist und in einer zweiten Schaltstellung das Heizelement mit einer Netzabspeisung elektrisch gekoppelt ist. 6. Hot water system according to claim 5, wherein the hot water system comprises a second control unit which switches between the photovoltaic system and a network feed, wherein in a first switching position, the heating 5 element is electrically coupled to the PV system and in a second switching position, the heating element is electrically coupled to a mains supply.

7. Warmwassersystem nach Anspruch 6, wobei ein Temperatursensor im Warmwasserbehälter angebracht ist, der mit der zweiten Steuereinheit elektronisch gekoppelt ist und wobei die zweite Steuereinheit in einer dritten Schaltstellung die Photovoltaikanlage mit der Netzeinspeisung verbindet. 7. Hot water system according to claim 6, wherein a temperature sensor is mounted in the hot water tank, which is electronically coupled to the second control unit and wherein the second control unit connects the photovoltaic system in a third switching position with the mains supply.

8. Warmwassersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein zweiter Wärmetauscher im Warmwasserbehälter angeordnet ist, der zweite Wärmetauscher führt dem Warmwasser Energie durch eine fluidverbundene Wärmepumpe oder Heizung zu. 68. hot water system according to one of the preceding claims, wherein a second heat exchanger is arranged in the hot water tank, the second heat exchanger leads the hot water energy through a fluid-connected heat pump or heating. 6