DE29600237U1

DE29600237U1 - Vorrichtung zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung

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Publication number: DE29600237U1
Application number: DE29600237U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-01-09
Filing date: 1996-01-09
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2006-01-10

Description

Dipl.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS Hannover

WOLFSTRASSE 24 TEL. (OSiI) 834530

30519 HANNOVER FAX. (0511) 842124

7.Januar 1996
Meine Akte: 1342

Oliver Kudera
Kreyengrund 20, 29664 Walsrode

Vorrichtung zum Inbetriebsetzen
einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung, vorzugsweise einer Warmwasserleitung.

Oftmals liegen, insbesondere in Einfamilienhäusern, Warmwasserspeicher und Warmwasserauslässe weit auseinander, z.B. der Warmwasserspeicher im Kellergeschoß, während die Warmwasserauslässe zwei oder auch drei Geschosse darüber oder darunter liegen. Das benötigte Warmwasser muß daher einen weiten Weg zurücklegen, ehe es den Verbraucher erreicht. Dazu benötigt es nach dem Öffnen eines Warmwasserauslaßventiles längere Zeit, in der in der Leitung abgekühltes Wasser auslaufen muß und der Benutzer warten muß. Um diesem Mangel abzuhelfen baut man oftmals die Warmwasserleitung als am Warmwasserpeicher beginnende und endende Ringleitung, in der das Wasser mit Hilfe einer Pumpe zirkuliert wird.

Durch diese Ringleitung wird der Komfort bei der Benutzung der Warmwasseranlage erheblich erhöht, denn Warmwasser steht sofort zur Verfugung, man braucht nicht mehr zu warten. Es wird auch nicht unerheblich

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Verbrauch an elektrischer Energie für den Antrieb der Pumpe erkauft, die ständig laufen muß, wenn man den Komfort, sofort Warmwasser an der Verbrauchsstelle zur Verfügung zu haben, ständig haben möchte. Des weiteren geht von der permanent erwärmten Ringleitung ein Wärmeverlust von ca.80 Watt pro Meter aus, der während der Sommerzeit zu einer unerwünschten Erwärmung des Hauses führt. Im Laufe der vielen Jahre, die diese Anlagen in Benutzung sind, sind pro Haus erhebliche Energiemengen letztlich nutzlos verbraucht worden.

Um diesen Energieerbrauch zu verringern, kann man die Pumpe mittels eines Zeitschalters für verbrauchsfreie Stunden z.B. während der Nacht, abschalten. Hiermit kann man maximal ein Drittel der sonst benötigten Energie einsparen und muß den Nachteil in Kauf nehmen, nachts auf das warme Wasser warten zu müssen.

Eine andere Möglichkeit der Einsparung besteht darin, die Pumpe nur kurz vor dem Öffnen eines Auslaßventiles kurzzeitig in Betrieb zu setzen, z.B. durch Betätigung eines elektrischen Tasters. Das aber erfordert die Aufmerksamkeit, diese Handlung der Tasterbetätigung auch vor dem öffnen eines Warmwasserventiles durchzuführen, und es erfordert zusätzlichen Verkabelungsaufwand, der den Neubau eines Hauses verteuert und beim fertiggestellten Haus nur unter Schwierigkeiten durchzuführen ist.

Auf die Idee, einen Druckschalter für das Einschalten der Zirkulationspumpe zu benutzen, wie er bei Brunnenwasser-Hausversorgungsaggregaten, die aus Pumpe, Druckspeicher und Druckschalter bestehen, seit vielen Jahrzehnten für das Einschalten der Pumpe bei beginnender Wasserentnahme benutzt wird, ist die Fachwelt nicht ge-

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kommen. Bei diesen Aggregaten erfolgt die Einschaltung der Pumpe durch die Einstellung des Druckschalters auch mit so großer Zeitverzögerung, daß eine Anwendung für den genannten Zweck der Einschaltung einer Warmwasserzirkulationspumpe nicht möglich erscheint.

Eine selbsttätige Steuerung für ein Pumpwerk mit kleinem Druckspeicher ist aus der DE 23 44 850 B2 bekannt geworden. Diese selbsttätige Steuerung mit druckabhängiger Einschaltung und strömungsabhängiger Abschaltung dient allein der Schonung der Pumpe.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile des Standes der Technik. Es ist die Aufgabe der Erfindung, in technisch einfacher Weise bei äußerst geringem baulichen Aufwand, der auch bei Nachrüstungen nicht höher als beim Neubau zu sein braucht, die Pumpe nur dann in Betrieb zu setzen, wenn eine Warinwasserzapfung beginnt.

Die Erfindung besteht darin, daß man in oder an der Leitung mittels eines Sensors eine Bewegung des Mediums (Warmwassers) in der Ringleitung feststellt und aufgrund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe erzeugt.

Dabei verwendet man eine Vorrichtung, be.i der in oder an der Leitung ein Sensor angeordnet ist, welcher eine Bewegung des Mediums in der Leitung feststellt und aufgrund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe erzeugt.

Dadurch ist erreicht, daß die Pumpe - immer nur mit Beginn einer Entnahme des in der Leitung befindlichen Mediums kurzzeitig in Betrieb gesetzt wird, wodurch bei nicht oder nur geringfügig geschmälertem Komfort eine

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erhebliche Menge Energie und Wasser gespart wird.

Da vor einem Händewaschvorgang beispielsweise das Warmwasserauslaufventi1 langsam geöffnet wird, da der Benutzer sich nicht vollspritzen möchte, reicht oftmals die Zeit bis zum Einstellen des gewünschten Wasserflusses aus, um bei sofortigem Einschalten der Zirkulationspumpe das wärme Wasser vom Speicher bis zur Verbrauchsstelle zu fördern. Denn die meist im Rücklaufteil der Ringleitung zwischen Verbraucher und Warmwasserspeicher angeordnete Zirkulationspumpe fördert bereits dann mit voller Kraft Warmwasser in Richtung Verbrauchsstelle, wenn das Wasserauslaufventil noch nicht vol1 geöffnet i st.

Dieser Effekt kann noch dadurch verstärkt werden, daß durch die erfindungsgemäße Pumpensteuerung die tägliche Einschaltzeit der Pumpe auf .wenige Minuten beschränkt ist, wodurch nunmehr auch leistungsstärkere Pumpen als bisher zum Einsatz gelangen können, da die höhere Leistungsaufnahme dieser stärkeren, aber immer nur kurzzeitig eingeschalteten Pumpen die-Leistungsbilanz nur ganz unwesentlich beeinflusst.

In dieser Weise wirkt das Wasseraus laufventi 1 als Einschalter füf die Zirkulationspumpe.

Ist die Verbrauchsstelle sehr weit vom Warmwasserspeicher entfernt, beschleunigt die erfindungsgemäße Vorrichtung den Herantransport von Warmwasser, dem Benutzer wird jedoch nach erfolgter Einstellung der gewünschten Stärke des Wasserstrahles zuerst, wenn auch für kurze Zeit, nicht erwärmtes Wasser geliefert. Um den Verbrauch dieses nicht benötigten Wassers einzuschränken, hat der Benutzer die Möglichkeit, nach dem

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ersten Öffnen des Warmwasserauslaufventiles dieses noch einmal für wenige Sekunden zu schließen, bevor er es für den Gebrauch des zirkulierten Warmwassers wieder öffnet.

Auch hier wirkt das Wasserauslaufventil als Einschalter für die Zirkulationspumpe.

Da der Pumpenbetrieb nur für die meist sehr kurze Zeit benötigt wird ist es zweckmäßig, daß man nach einer einstellbaren Zeit die Pumpe mit Hilfe eines Zeitschalters wieder abschaltet. Dazu benutzt man einen Ausschaltimpuls, der von einem Zeitschalter erzeugt wird.

Der für das Einschalten der Zirkulationspumpe benutzte Sensor kann zweckmäßigerweise z.B. ein Durchflußmesser, ein Ultraschallsensor, eine Strömungsklappe oder feder, ein Druckmesser oder' ein Druckänderungssensor sein.

Zweckmäßig kann es sein, daß in der Leitung zwischen den Warmwasserauslaufventi len ^: und dem Einlauf stutzen der Leitung in den Speicher, also der Rücklauf leitung, ein Rückschlagventil angeordnet ist, das unerwünschte Wasserbewegungen in der Leitung, die auch zu einem Einschälten der Zirkulationspumpe führen köpnten, vermeidet.

Um die Einbaukosten möglichst niedrig zu halten, ist es zweckmäßig, wenn der Sensor unmittelbar an oder in der Pumpe angeordnet ist, wo er z.B. in eine Revisionsöffnung eingesetzt werden kann.

Aus dem gleichen Grund ist es zweckmäßig, wenn die vom Sensor betätigte Einschaltelektronik un,d/oder die Aus-

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schaltelektronik im oder in der Nähe des Schaltkastens der Pumpe untergebracht sind. So kann die für die Pumpensteuerung benutzte Elektronik beispielsweise in einem gewölbten Schaltkastendeck.el oder in einem Kasten untergebracht sein, der als Sc'haltkastendeckel dient.

Die Erfindung kann nicht nur an Warmwasserleitungen zum Einsatz kommen, sondern auch an anderen Anlagen, insbesondere Anlagen der Industrie und Landwirtschaft, in denen ein fließfähiges Medium in einem bestimmten Speicherzustand sofort an der entfernt liegenden Verbrauchsstelle zur Verfügung stehen soll, ohne daß eine in der vom Speicher zum Verbraucher führenden Ringleitung befindliche Umwälzpumpe in ständigem Betrieb ist.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anlage.

Die vom Speicher 2 über die Leitungsabzweigen 5 zu den Verbrauchern 20, nämlich die "Warmwasserauslaßventile, z.B. das Badewannenfüllventil 15, das Duschventil 16 und das Waschtischventil 17, führende Warmwasserleitung 1 ist als Ringleitung ausgebildet, denn sie führt hinter den Leitungsabzweigen 5 zurück zum Speicher 2. Sie bildet somit eine Zirkulations leitung, in der das in ihr befindliche Wasser mit einer Pumpe 3 zirkuliert werden kann, um möglichst schnell Warmwasser aus dem Warmwasserspeicher zu den an die Leitungsabzweige 5 angeschlossenen Verbrauchern führen zu können.

Der Speicher 2 wird mit Frischwasser über die Zulaufleitung 18 gespeist.

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Aus Gründen der Energieersparnis soll diese Pumpe 3 nicht ständig laufen, sondern sie soll mit Beginn der Wasserentnahme oder kurz vor der Wasserentnahme eingeschaltet und kurze Zeit danach, wenn das Warmwasser alle Leitungsabzweige, an denen Verbraucher angeschlossen sind, wieder abgeschaltet werden.

Der Einschaltung der Pumpe dient ein in oder an der Warmwasserleitung 1 angeordneter Sensor 4, welcher eine Bewegung, ein Einsetzen des Fließens von Wasser in der Warmwasserleitung 1 feststellt und aufgrund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe 3 erzeugt. Dieser Sensor 4 kann beispielsweise ein vom Durchfluß des Wassers gedrehtes Rädchen, eine vom Durchfluß des Wassers verschwenkte Klappe oder eine sonstige mechanische Bewegung des Wassers in einen elektrischen Impuls umsetzende Vorrichtung sein. Der Sensor kann aber auch ein mi'<t Hilfe der Schelle 13 an der Warmwasserleitung 1 außen angebrachter Ultraschallgeber 14 sein, der Wasserbewegung in der Warmwasserleitung 1 feststellt. Der von einem der möglichen Sensoren 4,14 abgegebene Einsclraltimpuls wird der Einschaltelektronik 8 zugeführt und löst den Betrieb der Pumpe 3 aus. Gleichzeitig mit dem Einschalten der Pumpe 3 wird der Zeitschalter 6 aktiviert, der nach einer bestimmten einstellbaren Zeit einen Impuls an die Ausschaltelektronik 9 abgibt, die den Pumpenbetrieb durch Abschalten der Pumpe unterbricht. Der Ruhezustand der Pumpe dauert so lange, bis wieder das Ventil eines an die Warmwasserleitung 1 angeschlossenen Verbrauchers geöffnet wird.

Gegebenenfalls kann eine überflüssige Einschaltung der Pumpe durch die Steuerelektronik verhindert werden, wenn ein an der Rücklauf leitung angeordneter Tempera-

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turfühler 19 meldet, daß das in der Zirkulationsleitung 1 befindliche Wasser noch einer vorgegebenen Mindesttemperatur entspricht.

Auf diese Weise wird ein Auslaufventil zur Erzeugung einer Bewegung des Warmwassers in der Leitung 1 benutzt und bildet daher zusammen mit dem Sensor 4 den Schalter zum Einschalten der Pumpe 3.

Die vom Sensor 4 betätigte Einschaltelektronik 8 und die Ausschaltelektronik 9 sind im Deckel 10 des Schaltkastens 11 der Pumpe 3 untergebracht und erlauben so kürzeste Wege der elektrischen Leitungen und eine Anordnung des Sensors in unmittelbarer Nähe der Pumpe 3.

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Liste der Bezugszeichen

1	Warmwasserleitung
2	Speicher
3	Zirkulationspumpe
4	Sensor
5	Leitungsabzweige
6	Zeitschalter
7	Rückschlagventi1
8	Einschaltelektronik
9	Ausschaltelektronik
10	Schaltkastendeckel
11	Schaltkasten
12	elektrische Leitung
13	Klemmband
14	Ultraschal 1 sensor
15	Badewanneneinlaufventil
16	Duschventi 1
17	Waschtischventi 1
18	Einlauf leitung
19	Temperaturfühler
20	Verbraucher

Claims

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ANSPRÜCHE

Vorrichtung zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung,
dadurch gekennzeichnet,

daß in oder an der Leitung (1) ein Sensor (4) angeordnet ist, welcher eine Bewegung des Mediums in der Leitung (1) feststellt und aufgrund dieser Feststellung einen Einschaltimpuls für die Pumpe (3) erzeugt.

Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Sensor (4) ein Durchflußmesser, ein Ultraschal lsensor, eine Strömungsklappe oder - feder, ein Druckmesser, oder ein Druckänderungssensor ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Erzeuger des Ausschaltimpulses für den Betrieb der Pumpe (3,*) ein Zeitschalter (6) ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß in der Leitung (1) zwischen Verbraucher und Einlaufstutzen der Leitung (1) in den Speicher (2) (Rücklauf leitung) ein Rückschlagventil (7) angeordnet

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Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Sensor (4) unmittelbar an oder in der Pumpe (3) angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die vom Sensor (4) betätigte Einschaltelektronik

(8) und/oder die Ausschaltelektronik (9) im oder in der Nähe des Schaltkastens (10) der Pumpe (3) untergebracht