DE29600237U1 - Device for starting a pump in a circulation line - Google Patents
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Description
Dipl.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS HannoverDipl.-PHYS. DR. WALTHER JUNIUS Hannover
WOLFSTRASSE 24 TEL. (OSiI) 834530WOLFSTRASSE 24 TEL. (OSiI) 834530
30519 HANNOVER FAX. (0511) 84212430519 HANOVER FAX. (0511) 842124
7.Januar 1996
Meine Akte: 13427 January 1996
My file: 1342
Oliver Kudera
Kreyengrund 20, 29664 WalsrodeOliver Kudera
Kreyengrund 20, 29664 Walsrode
Vorrichtung zum Inbetriebsetzen
einer Pumpe in einer ZirkulationsleitungDevice for commissioning
a pump in a circulation line
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Inbetriebsetzen einer Pumpe in einer Zirkulationsleitung, vorzugsweise einer Warmwasserleitung.The invention relates to a device for starting a pump in a circulation line, preferably a hot water line.
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.Often, especially in single-family homes, hot water tanks and hot water outlets are far apart, e.g. the hot water tank is in the basement, while the hot water outlets are two or even three floors above or below. The hot water required therefore has to travel a long way before it reaches the consumer. After opening a hot water outlet valve, it takes a long time for cooled water to flow out of the pipe and the user has to wait. To remedy this problem, the hot water pipe is often built as a ring pipe that begins and ends at the hot water tank, in which the water is circulated with the help of a pump.
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 unerheblichThis ring line significantly increases the comfort of using the hot water system, because hot water is available immediately, there is no need to wait. It also significantly
- 2 - 7.Januar 1996- 2 - 7 January 1996
Meine Akte: 1342My file: 1342
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.Consumption of electrical energy to drive the pump, which must run continuously if you want the convenience of having hot water immediately available at the point of use. Furthermore, the permanently heated ring line causes a heat loss of around 80 watts per meter, which leads to an undesirable heating of the house during the summer. Over the many years that these systems have been in use, considerable amounts of energy have been wasted per house.
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.In order to reduce this energy consumption, the pump can be switched off using a timer for non-consumption hours, e.g. during the night. This can save a maximum of a third of the energy otherwise required, without having to accept the disadvantage of having to wait for the hot water at night.
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.Another way to save money is to start the pump briefly just before opening an outlet valve, e.g. by pressing an electric button. However, this requires the attention to be paid to pressing the button before opening a hot water valve, and it requires additional wiring work, which makes building a new house more expensive and is difficult to do in a finished house.
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-The idea of using a pressure switch to switch on the circulation pump, as has been used for many decades in well water domestic supply units, which consist of a pump, pressure reservoir and pressure switch, to switch on the pump when water extraction begins, has not been well received by experts.
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Meine Akte: 1342My file: 1342
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.With these units, the pump is switched on by adjusting the pressure switch with such a long delay that it does not seem possible to use it for the stated purpose of switching on a hot water circulation pump.
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.An automatic control for a pumping station with a small pressure reservoir is known from DE 23 44 850 B2. This automatic control with pressure-dependent activation and flow-dependent shutdown serves solely to protect the pump.
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.The invention avoids the disadvantages of the prior art. The object of the invention is to put the pump into operation only when the water supply begins to be drawn in a technically simple manner with extremely low construction costs, which even in the case of retrofitting need not be any greater than in the case of new construction.
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.The invention consists in detecting a movement of the medium (hot water) in the ring line by means of a sensor in or on the line and generating a switch-on pulse for the pump based on this detection.
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.A device is used in which a sensor is arranged in or on the line, which detects movement of the medium in the line and, based on this detection, generates a switching pulse for the pump.
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 eineThis ensures that the pump is only put into operation for a short time when the medium in the pipe is first removed, which means that comfort is not or only slightly reduced.
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Meine Akte: 1342My file: 1342
erhebliche Menge Energie und Wasser gespart wird.significant amounts of energy and water are saved.
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.Since, for example, the hot water outlet valve is opened slowly before washing hands because the user does not want to splash himself, the time until the desired water flow is set is often sufficient to immediately switch on the circulation pump to pump the hot water from the storage tank to the point of use. This is because the circulation pump, which is usually located in the return section of the ring line between the consumer and the hot water tank, pumps hot water at full power towards the point of use even when the water outlet valve is not yet fully open.
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.This effect can be further enhanced by the fact that the pump control according to the invention limits the daily switch-on time of the pump to a few minutes, which means that more powerful pumps can now be used than before, since the higher power consumption of these more powerful pumps, which are only switched on for a short time, only has a very insignificant effect on the power balance.
In dieser Weise wirkt das Wasseraus laufventi 1 als Einschalter füf die Zirkulationspumpe.In this way, the water outlet valve 1 acts as a switch for the circulation pump.
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 demIf the point of consumption is very far from the hot water tank, the device according to the invention accelerates the transport of hot water, but after setting the desired strength of the water jet, the user is initially supplied with unheated water, albeit for a short time. In order to limit the consumption of this unused water, the user has the option of
fi Q. j'P-:··;&kgr;fi Q. j'P- : ··;&kgr;
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Meine Akte: 1342My file: 1342
ersten Öffnen des Warmwasserauslaufventiles dieses noch einmal für wenige Sekunden zu schließen, bevor er es für den Gebrauch des zirkulierten Warmwassers wieder öffnet.After opening the hot water outlet valve for the first time, close it again for a few seconds before opening it again to use the circulated hot water.
Auch hier wirkt das Wasserauslaufventil als Einschalter für die Zirkulationspumpe.Here too, the water outlet valve acts as a switch for the circulation pump.
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.Since the pump is usually only required for a very short time, it is advisable to switch the pump off again after a set time using a timer. To do this, a switch-off pulse is used, which is generated by a timer.
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.The sensor used to switch on the circulation pump can be, for example, a flow meter, an ultrasonic sensor, a flow flap or spring, a pressure gauge or a pressure change sensor.
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. It may be useful to install a non-return valve in the pipe between the hot water outlet valves and the inlet connection of the pipe into the storage tank, i.e. the return pipe, to prevent undesirable water movements in the pipe, which could also lead to the circulation pump being switched on.
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.In order to keep installation costs as low as possible, it is advisable to install the sensor directly on or in the pump, where it can be inserted into an inspection opening, for example.
Aus dem gleichen Grund ist es zweckmäßig, wenn die vom Sensor betätigte Einschaltelektronik un,d/oder die Aus-For the same reason, it is advisable if the switch-on electronics and/or the output
- 6 - 7.Januar 1996- 6 - 7 January 1996
Meine Akte: 1342My file: 1342
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.switching electronics are housed in or near the control box of the pump. For example, the electronics used for pump control can be housed in a domed control box cover or in a box that serves as a control box cover.
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.The invention can be used not only in hot water pipes, but also in other systems, in particular industrial and agricultural systems, in which a flowable medium in a certain storage state should be immediately available at the remote point of consumption without a circulation pump located in the ring line leading from the storage tank to the consumer being in constant operation.
Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anlage.The essence of the invention is explained in more detail below using an embodiment shown schematically in the drawing. The drawing shows a block diagram of the system according to the invention.
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.The hot water pipe 1 leading from the storage tank 2 via the branch pipes 5 to the consumers 20, namely the "hot water outlet valves, e.g. the bathtub filling valve 15, the shower valve 16 and the wash basin valve 17, is designed as a ring pipe, because it leads behind the branch pipes 5 back to the storage tank 2. It thus forms a circulation pipe in which the water in it can be circulated with a pump 3 in order to be able to lead hot water from the hot water tank to the consumers connected to the branch pipes 5 as quickly as possible.
Der Speicher 2 wird mit Frischwasser über die Zulaufleitung 18 gespeist.The storage tank 2 is supplied with fresh water via the supply line 18.
- 7 - 7.Januar 1996- 7 - January 7, 1996
Meine Akte: 1342My file: 1342
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.For reasons of energy saving, this pump 3 should not run continuously, but should be switched on at the start of water extraction or shortly before water extraction and switched off again shortly afterwards when the hot water reaches all pipe branches to which consumers are connected.
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.The pump is switched on by a sensor 4 arranged in or on the hot water pipe 1, which detects a movement, the start of the flow of water in the hot water pipe 1 and, based on this detection, generates a switch-on pulse for the pump 3. This sensor 4 can, for example, be a wheel turned by the flow of water, a flap pivoted by the flow of water or another mechanical movement of the water into an electrical pulse. The sensor can also be an ultrasonic transmitter 14 attached to the outside of the hot water pipe 1 with the aid of the clamp 13, which detects water movement in the hot water pipe 1. The switch-on pulse emitted by one of the possible sensors 4, 14 is fed to the switch-on electronics 8 and triggers the operation of the pump 3. At the same time as the pump 3 is switched on, the timer 6 is activated, which after a certain adjustable time sends a pulse to the switch-off electronics 9, which interrupts the pump operation by switching off the pump. The pump's idle state lasts until the valve of a consumer connected to the hot water pipe 1 is opened again.
Gegebenenfalls kann eine überflüssige Einschaltung der Pumpe durch die Steuerelektronik verhindert werden, wenn ein an der Rücklauf leitung angeordneter Tempera-If necessary, unnecessary activation of the pump can be prevented by the control electronics if a temperature sensor arranged on the return line is
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Meine Akte: 1342My file: 1342
turfühler 19 meldet, daß das in der Zirkulationsleitung 1 befindliche Wasser noch einer vorgegebenen Mindesttemperatur entspricht.Temperature sensor 19 reports that the water in the circulation line 1 still corresponds to a specified minimum temperature.
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.In this way, an outlet valve is used to generate a movement of the hot water in the pipe 1 and therefore, together with the sensor 4, forms the switch for switching on the pump 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.The switch-on electronics 8 and the switch-off electronics 9 actuated by the sensor 4 are housed in the cover 10 of the control box 11 of the pump 3 and thus allow the shortest possible paths for the electrical cables and an arrangement of the sensor in the immediate vicinity of the pump 3.
2.Januar 1996 Meine Akte: 1342January 2, 1996 My file: 1342
Liste der BezugszeichenList of reference symbols
Claims (1)
Meine Akte: 13427 January 1996
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dadurch gekennzeichnet,Device according to claim 1,
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19847128A1 (en) * | 1998-10-13 | 2000-04-27 | Rolf Schneider | Signal transmission and evaluation method for circulation pumps in central heating systems involves transferring control signals via flow in water pipes to control unit for circulation pumps. |
| DE19636360C2 (en) * | 1996-09-06 | 2001-05-23 | Bosch Gmbh Robert | Process for hot water supply in a combined system |
| DE102012013774A1 (en) * | 2012-07-11 | 2014-01-16 | Wilo Se | Centrifugal pump with flow meter |
-
1996
- 1996-01-09 DE DE29600237U patent/DE29600237U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960613 |
|
| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 19991103 |