WO2022117461A1 - Hygienespülsystem - Google Patents

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WO2022117461A1
WO2022117461A1 PCT/EP2021/083185 EP2021083185W WO2022117461A1 WO 2022117461 A1 WO2022117461 A1 WO 2022117461A1 EP 2021083185 W EP2021083185 W EP 2021083185W WO 2022117461 A1 WO2022117461 A1 WO 2022117461A1
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WO
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temperature
flushing
water
dts
threshold value
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Application number
PCT/EP2021/083185
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Weiss
Original Assignee
Geberit International Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geberit International Ag filed Critical Geberit International Ag
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B1/00—Methods or layout of installations for water supply
    • E03B1/04—Methods or layout of installations for water supply for domestic or like local supply
    • E03B1/048—Systems for collecting not used fresh water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00—Water main or service pipe systems
    • E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons or valves, in the pipe systems
    • E03B7/08—Arrangement of draining devices, e.g. manual shut-off valves

Definitions

  • the present invention relates to a sanitary flushing system according to claim 1 and a method for a sanitary flushing system according to claim 12.
  • a key objective of hygiene flushing systems is to replace all of the water, i.e. the entire volume of the pipe, during a hygiene flush.
  • the flushing process has been extended for longer, which leads to an unnecessary loss of water.
  • EP 2 500 475 a temperature-controlled flushing is proposed, the flushing being continued until a substantially constant water temperature is measured.
  • the problem with this method is that the criterion of a constant water temperature due to temperature fluctuations in the fresh water for the Determination of the replacement of the tube content is very unreliable. In this respect, the method according to EP 2 500 475 results in unreliable flushing.
  • the object of the invention is to specify a sanitary flushing system which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • a hygiene flushing system comprises a water line in which water is guided in a flow direction, a flushing fitting that can be controlled to flush the water line, a control unit for controlling the flushing fitting, a first temperature sensor for measuring a first water temperature T1 and a second temperature sensor for measuring a second water temperature T2.
  • the second temperature sensor is preferably arranged after the first temperature sensor, viewed in the flow direction of the water. The measured values of the measured temperatures can be transmitted from the temperature sensors to the control unit.
  • a temperature difference dT between the first water temperature T1 and the second water temperature T2 is determined by the control unit.
  • the flush valve is closed when the temperature difference dT reaches a threshold value dTS.
  • a simple and safe rinsing system can be created.
  • the temperature measurement shows that the temperature or water temperature between the two measuring points in the pipeline is equal, which indicates a complete flushing water exchange.
  • the monitoring of the water temperature also has the advantage that a well-functioning flushing system can be provided with inexpensive elements.
  • the use of cost-intensive sensors, such as flow sensors, etc. is no longer necessary.
  • a further advantage results from the fact that the measured values of the measured temperatures can also be evaluated in another way. For example, to evaluate the water quality.
  • a further advantage lies in the fact that existing buildings can very easily be retrofitted with a hygienic flushing system according to the invention. By measuring the differential temperatures, it is also not necessary to know the exact volume or length of the pipe, which means that the system can also be very easily retrofitted to existing buildings, where the routing of the pipe is usually unknown.
  • dT T1 - T2
  • the two temperatures T1 and T2 are preferably continuously or continuously measured during a rinsing process.
  • the two temperatures are preferably measured at the same time.
  • the temperature difference dT is preferably also continuously calculated during a rinsing process.
  • the comparison between the temperature difference dT and the threshold value dTS also takes place continuously.
  • the two temperatures T1 and T2 can be measured, the temperature difference dT to be calculated and the temperature difference dT and the threshold value dTS to be compared periodically at predetermined time intervals.
  • the time intervals can be a few seconds.
  • the selection of the level of the threshold essentially determines the duration of the flushing process. If the threshold value is low, the first temperature is very close to the second temperature, which means that the water in the water pipe has essentially the same temperature, so that it can be assumed with great certainty that the water pipe has been completely flushed out. At a high threshold, the temperature difference between the first temperature and the second temperature is greater, in which case it can no longer be said with absolute certainty that the water pipe has been completely flushed out.
  • the choice of threshold is critical to the level of flushing of the liquid line. An optimal threshold has the advantage that the water line has been completely flushed and that too much fresh water is not wasted. The height of the threshold essentially depends on the boundary conditions with regard to the temperatures.
  • the threshold value depends on the temperature relationships between the ambient temperature and the water temperature. With a cold water pipe and a room temperature of 22°C, the threshold value can be in the range from 0 to 10 Kelvin, in particular from 0 to 5 Kelvin. In the case of a hot water pipe, however, the threshold value can also be higher than 10 Kelvin.
  • the temperature in the water pipe takes on the ambient temperature after a certain period of time if it stagnates.
  • the second temperature T2 is essentially the ambient temperature.
  • the flushing valve Before the flushing process, the flushing valve is closed. To trigger the flushing process, the flushing valve is opened and the water in the water line flows away through the flushing valve, while fresh water flows into the water line via the line inlet.
  • the threshold value dTS is preferably calculated during the scavenging process as a function of the measured first temperature T1 and/or as a function of the measured second temperature T2 at the start of the scavenging process.
  • the expression "at the beginning of the flushing process" is to be understood in such a way that the second temperature T2 was measured at the point in time at which the flushing fitting was opened; or that the temperature T2 is measured in a narrow time window of a maximum of 20 seconds after opening the flush valve.
  • the time window can also be smaller. For example, a maximum of 15 seconds or a maximum of 10 seconds.
  • the second temperature, which is measured at the start of the flushing process and is then used to calculate the threshold value dTS is referred to as T2_t0.
  • the threshold value dTS is calculated continuously or at fixed time intervals by the control unit during the flushing process.
  • a continuous calculation means that the threshold value is continuously determined.
  • a calculation at fixed time intervals means that the threshold value is calculated periodically. For example, at intervals of 5 seconds between the individual calculations.
  • the comparison described above between the temperature difference and the threshold value takes place with the calculated threshold value dTS.
  • the comparison between the temperature difference dT and the threshold value dTS can also take place continuously or at fixed time intervals.
  • the threshold value dTS is particularly preferably formed as a differential value between the first water temperature T1 and the second water temperature T2_t0 at the beginning of the flushing process and by multiplying the differential value by a quotient Q.
  • this means: dTS (T1 - T2_t0) * Q
  • the quotient can be set at 0.25.
  • the threshold value dTS then results as follows:
  • the use of the quotient Q is particularly advantageous because a threshold value can be determined at which optimal flushing is achieved in relation to the flushed volume. This means that an optimal volume flushing is achieved at which the volume to be flushed is flushed out, but not too much water is wasted.
  • the selection of the size of the quotient Q is essentially dependent on the circumstances of the pipe system, in particular the length and diameter, or the pipe material and pipe wall thickness. Due to the flow profile of the water in the pipe, if the flow in the pipe is turbulent, twice the pipe content has to be exchanged in order to exchange all the water, which can also affect the quotient Q. The lower the quotient Q, the greater the exchange volume and vice versa.
  • the quotient Q is preferably greater than 0.
  • the quotient Q is between 0.1 and 1, in particular between 0.15 and 0.5, particularly preferably 0.25. These ranges have proven to be advantageous for the usual diameters in the range from 15 to 40 millimeters and pipe lengths in the range from 10 to 50 meters.
  • dTS (T1 - T3) * Q
  • the first temperature drops very quickly because fresh water flows into the pipe.
  • the second temperature drops slowly because the water in the pipe, which is warmer than the fresh water, flows through it.
  • the first temperature sensor is preferably arranged in the area of a line inlet of the water line.
  • the hygiene flushing system also includes at least one tap fitting connected to the water line, with which a tapping process for removing the water from the water line can be carried out.
  • a tap fitting is, for example, a cistern, a faucet, a shut-off valve or a shower.
  • Other sanitary fittings are also conceivable.
  • the at least one dispensing fitting can be located at a line outlet, i.e. where the flushing fitting is advantageously located, be arranged. It would also be conceivable to arrange the at least one dispensing fitting somewhere between the line inlet and line outlet.
  • the dispensing fitting and the flushing fitting can be provided by a single fitting.
  • the second temperature sensor is preferably arranged in the area of the dispensing fitting. If several tap fittings are arranged, the second temperature sensor is preferably arranged at the tap fitting which is at the end of the water pipe, viewed in the flow direction of the water.
  • the way of expression in the area of the tap is to be understood in such a way that the second temperature sensor is located directly at the tap or at a maximum distance of 3 meters of the water pipe from the tap.
  • the second temperature sensor is preferably arranged in the area of the flushing fitting.
  • the expression used in the area of the flush fitting is to be understood in such a way that the second temperature sensor is located directly next to the flush fitting or at a maximum distance of 3 meters along the water line from the flush fitting.
  • the predetermined period of time is preferably greater than 48 hours or greater than 72 hours.
  • the limit value for the second temperature is in the range from 20°C to 30°C, in particular at 25°C.
  • the limit value for the second temperature is in the range from 45°C to 60°C, in particular at 50°C.
  • control unit also has a time measuring element, which records the time elapsed after a flushing process, which is determined during a tapping process whether the said threshold is reached, and where the elapsed time is reset to zero and restarted when the threshold is reached.
  • Another flushing process is triggered after a predetermined period of time has elapsed from the zero position.
  • the time period can be chosen according to the above time period.
  • the temperature sensors are preferably connected wirelessly or by wire to the control unit for transmitting the measured temperatures.
  • the measured temperatures are transmitted as analog or digital signals.
  • the flushing fitting preferably has an electrically controllable valve element, it being possible for the valve element to be controlled by the control unit in such a way that the valve element is opened at the start of a flushing process and closed when the flushing process ends.
  • the valve element is preferably connected wirelessly or by wire to the control unit for transmitting a control command.
  • the control command for closing the flush valve is given when the temperature difference dT has reached the said threshold value dTS.
  • the temperature sensors for measuring the water temperature are preferably arranged in such a way that the water temperature can be measured directly or indirectly. With an indirect measurement, the temperature on the outside of the pipe is recorded, which allows conclusions to be drawn about the water temperature. With a direct measurement, the temperature sensors protrude into the pipe and are in direct contact with the water.
  • the temperature sensor for measuring the ambient temperature is preferably arranged in an area of a room through the walls of which the water pipe extends or into which the water pipe opens.
  • the temperature sensor is preferably a PT1000 element or an NTC element.
  • a method for flushing a water line of a sanitary flushing system as described above includes the following steps:
  • Fig. 1 is a schematic view of a hygiene flushing system according to one
  • Fig. 2 is a schematic representation of temperature profiles at a
  • the hygienic flushing system comprises a water line 1, in which water is guided in a flow direction F, a flushing fitting 4 for flushing the water line 1, a control unit 5 for controlling the flushing fitting 4, a first temperature sensor 6 for measuring a first water temperature T1, and a second temperature sensor 7 for measuring a second water temperature T2.
  • the water line 1 has a line inlet 2 , a line outlet 3 with a flush fitting 4 and another line outlet 3 with a tap fitting 9 .
  • Fresh water flows into the water line 1 via the line inlet 2.
  • the flushing valve 4 is actuated by the control unit 5, with the flushing valve 4 being opened so that water can flow out of the water line 1 via the line outlet 3.
  • Fresh water then continues to flow via line input 2.
  • the water in the water pipe 1 is exchanged.
  • Additional tap fittings can also be connected to the water line 1 .
  • the additional dispensing fittings can be located somewhere between line input 2 and line output 3 or directly at line output 3.
  • the two temperature sensors 6, 7 are spaced apart from one another. Depending on the installation, the distance is several meters or even several tens of meters.
  • the first temperature sensor 6 is seen in flow direction F in front of the second temperature sensor 7. During a rinsing process, the fresh water therefore first passes the first temperature sensor 6 and then the second temperature sensor 7.
  • the first temperature sensor 6 detects a first water temperature T1 and the second temperature sensor 7 detects a second water temperature T2.
  • the second temperature sensor 7 is typically arranged in the area of the dispensing fitting 9 or the flushing fitting 4 .
  • the temperature values measured by the temperature sensors 6, 7 are transmitted by the two temperature sensors 6, 7 to the control unit 5, with the control unit 5 processing the temperature values T1, T2 in accordance with the explanations below.
  • the two temperature sensors 6 , 7 provide control signals which can be received by the control unit 5 .
  • Typical temperature curves are shown in FIG. The time t in seconds is entered on the x-axis and the temperature in °C is entered on the y-axis.
  • the upper illustration according to FIG. 2 shows the temperature profile of the first temperature T1 and the second temperature T2 during a dispensing process.
  • a constant temperature sets in a water pipe without tapping.
  • the first temperature T1 and the second temperature T2 are initially in equilibrium and are approximately 25°C. In practice, this means that without the tapping process, the two temperatures T1 & T2 have typically reached the ambient temperature prevailing on site.
  • the first temperature T 1 can also differ from the ambient temperature.
  • the first temperature T1 drops very quickly because fresh water flows into the water line. After a certain period of time, the first temperature T1 is essentially constant. In the example at approx. 12°C.
  • a temperature difference dT between the first water temperature T1 and the second water temperature T2 is determined by the control unit 5 .
  • the flushing fitting 4 is then closed when the temperature difference dT reaches a threshold value dTS.
  • the threshold value dTS is shown here according to a particularly preferred embodiment which will be described below.
  • the curve dT shows the difference between the temperature T1 and the temperature T2 over time t.
  • the rinsing process is interrupted by closing the rinsing fitting 4 . In the representation shown in FIG. 2, this is the case when the profile curve dT intersects the threshold value curve dTS. The point of intersection is marked S.
  • the threshold value dTS is determined during the scavenging process as a function of the measured first temperature T1 and/or the measured second temperature T2 at the beginning of the scavenging process.
  • the second temperature T2 is measured and recorded as T2_t0.
  • T2_t0 represents the second water temperature at the time the flushing process starts.
  • T2_t0 is stored in the control unit.
  • the temperature T2_t0 measured at the beginning of the flushing process is used as a constant in the calculation formula during the continuous determination of the threshold value dTS.
  • the phrase "at the start of the flushing process” is preferably to be understood in such a way that the second temperature is measured when the flushing fitting is opened or immediately afterwards or a few seconds later.
  • dTS (T1 - T3)*Q.
  • FIG. 2 also shows the effective outflow volume EA and the target outflow volume SA. At the point of intersection S of the two straight lines A and S, the effective outflow volume EA is equal to the target outflow volume SA.
  • the threshold value dTS is the difference value between the first water temperature T1 and the second water temperature T2_t0, ie the second water temperature at the beginning of the rinsing process, and formed by multiplying the difference value by a quotient Q.
  • the quotient Q is typically greater than 0.
  • a preferred quotient according to the example is 0.25. This results in the following numerical example:
  • the limit value dTS will also assume a constant value after a certain time.
  • the first temperature T1 reaches a constant value approximately 40 to 60 seconds after the beginning of the flushing process.
  • the calculated threshold value dTS is also constant.
  • the threshold value dTS is -3.25 K after 40 to 60 seconds since the start of the flushing process and the flushing process is ended as soon as the measured temperature difference between T1 and T2 reaches the value of -3.25 K.
  • the temperature T2_t0 measured at the beginning of the flushing process or the ambient temperature T3 can be used for the calculation of the threshold value dTS according to the first embodiment.
  • Various variants can be used for triggering the flushing process, namely that a flushing process is triggered if the second temperature T2 remains essentially constant over a predetermined period of time and/or that a flushing process is triggered if the second temperature T2 exceeds a limit value and/or that a rinsing process is triggered after a predetermined period of time after the last rinsing process.
  • control unit 5 also has a time measuring element.
  • the timing element records the elapsed time after a flushing process, with a tapping process determining whether the said threshold value dTS is reached, and with the elapsed time being reset and restarted when the threshold value dTS is reached, and with another flushing process is triggered after a predetermined period of time has elapsed from the zero position. Unnecessary flushing can be avoided by this control if the flushing has already taken place through a dispensing process.
  • the temperature sensors 6, 7 and also the flushing fitting 4 are wired or wirelessly connected to the control unit 5.
  • the connections are denoted by the reference number 8.
  • the temperature values described above are transmitted via this connection as a control signal from the temperature sensors 6, 7 and Control commands to the flush valve 4 transmitted.

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Abstract

Ein Hygienespülsystem umfasst eine Wasserleitung (1), in welcher Wasser in einer Fliessrichtung (F) geführt wird, eine Spülarmatur (4), die zur Spülung der Wasserleitung (1) ansteuerbar ist, eine Steuerungseinheit (5) zur Ansteuerung der Spülarmatur (4), ein erster Temperatursensor (6) zur Messung einer ersten Wassertemperatur (T1), und ein zweiter Temperatursensor (7) zur Messung einer zweiten Wassertemperatur (T2), wobei die Messwerte der gemessenen Temperaturen von den Temperatursensoren (6, 7) an die Steuerungseinheit (5) übermittelbar sind, wobei während eines Spülvorgangs, bei welchem die Spülarmatur geöffnet ist, so dass die Wasserleitung (1) gespült wird, eine Temperaturdifferenz (dT) zwischen der ersten Wassertemperatur (T1) und der zweiten Wassertemperatur (T2) durch die Steuerungseinheit (5) bestimmbar ist, und wobei die Spülarmatur (4) geschlossen wird, wenn die Temperaturdifferenz (dT) einen Schwellenwert (dTS) erreicht.

Description

TITEL
HYGIENESPÜLSYSTEM
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hygienespülsystem nach Anspruch 1 und ein Verfahren für ein Hygienespülsystem nach Anspruch 12.
STAND DER TECHNIK
Werden Wasserleitungen während einer längeren Zeitdauer, beispielsweise während mehreren Tagen oder Wochen nicht benutzt, so kann es aufgrund von physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen zu einer Kontamination des Wassers kommen. Das Problem der Kontamination besteht insbesondere in Gebäuden, die längere Zeit nicht benutzt werden. Während dieser Zeit stagniert das Wasser in den Leitungen. Dies kann beispielsweise in Schulen, Universitäten, Hotels, Kasernen, Stadien und dergleichen der Fall sein. Das Problem tritt aber auch bei Ein- und Mehrfamilienhäusern auf.
Eine Kontamination des Wassers durch Stagnation kann vermieden werden, indem das Wasserleitungssystem mit einer so genannten Hygienespülung regelmässig gespült wird. Aus dem Stand der Technik sind Spülsysteme bekannt, welche Hygienespülung automatisch oder teilautomatisch durchführen.
Ein Wesentliches Ziel der Hygienespülsysteme ist, bei einer Hygienespülung das gesamte Wasser, das heisst das gesamte Rohrvolumen, auszutauschen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen ist man dazu übergegangen sicherheitshalber die Spülung länger zu betreiben, was zu einem unnötigen Wasserverlust führt.
In der EP 2 500 475 wird eine temperaturgesteuerte Spülung vorgeschlagen, wobei die Spülung solange fortgesetzt wird, bis eine im Wesentlichen konstante Wassertemperatur gemessen wird. Das Problem an diesem Verfahren ist, dass das Kriterium einer konstanten Wassertemperatur aufgrund von Temperaturschwankungen im Frischwasser für die Bestimmung des Austauschs des Rohrinhaltes sehr unzuverlässig ist. Insofern wird mit dem Verfahren gemäss der EP 2 500 475 eine unzuverlässige Spülung erreicht.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung eine Aufgabe zugrunde, ein Hygienespülsystem anzugeben, welches die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere ist es eine bevorzugte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Hygienespülsystem anzugeben, mit welchem einfacher festgestellt werden kann, ob das gesamte auszuspülende Volumen einer Rohrleitung ausgespült wurde.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Demgemäss umfasst ein Hygienespülsystem eine Wasserleitung, in welcher Wasser in einer Fliessrichtung geführt wird, eine Spülarmatur, die zur Spülung der Wasserleitung ansteuerbar ist, eine Steuerungseinheit zur Ansteuerung der Spülarmatur, ein erster Temperatursensor zur Messung einer ersten Wassertemperatur T1 und ein zweiter Temperatursensor zur Messung einer zweiten Wassertemperatur T2. Vorzugsweise ist der zweite Temperatursensor in Fliessrichtung des Wassers gesehen nach dem ersten Temperatursensor angeordnet. Die Messwerte der gemessenen Temperaturen sind von den Temperatursensoren an die Steuerungseinheit übermittelbar. Während eines Spülvorgangs, bei welchem die Spülarmatur geöffnet ist, so dass die Wasserleitung gespült wird, wird eine Temperaturdifferenz dT zwischen der ersten Wassertemperatur T 1 und der zweiten Wassertemperatur T2 durch die Steuerungseinheit bestimmt. Die Spülarmatur wird geschlossen, wenn die Temperaturdifferenz dT einen Schwellenwert dTS erreicht.
Mit anderen Worten heisst dies, dass die Temperaturdifferenz dT gleich des Schwellenwerts dTS sein muss, so dass der Spülvorgang abgeschlossen wird. Durch dieses Kriterium kann ein einfaches und sicheres Spülsystem geschaffen werden. Über die Temperarturmessung wird festgestellt, dass eine Angleichung der Temperatur bzw. der Wassertemperatur zwischen den beiden Messstellen in der Rohrleitung erfolgt, was auf einen vollständigen Spülwasseraustausch hinweist.
Die Überwachung der Wassertemperatur weist weiter den Vorteil auf, dass mit kostengünstigen Elementen ein gut funktionierendes Spülsystem bereitgestellt werden kann. Insbesondere entfällt der Einsatz von kostenintensiven Sensoren, wie beispielsweise Durchflusssensoren etc. Ein weiterer Vorteil ergeht zudem dadurch, dass die Messwerte der gemessenen Temperaturen auch noch anderweitig ausgewertet werden können. Beispielsweise um die Wasserqualität zu bewerten.
Ein weiterer Vorteil ergeht darin, dass bestehende Bauten sehr einfach mit einem erfindungsgemässen Hygienespülsystem nachgerüstet werden können. Durch die Messung der Differenztemperaturen ist es weiter nicht nötig, das genaue Volumen oder die Länge der Rohrleitung zu kennen, wodurch das System auch bei bestehenden Bauten, bei welchen die Verlegungen der Rohrleitung meist unbekannt sind, sehr einfach nachgerüstet werden kann.
Die Temperaturdifferenz dT zwischen der ersten Temperatur T1 und der zweiten Temperatur T2 wird mathematisch wie folgt ausgedrückt: dT = T1 - T2
Die beiden Temperaturen T1 und T2 werden während eines Spülvorgangs vorzugsweise laufend bzw. kontinuierlich gemessen. Die Messung von den beiden Temperaturen erfolgt vorzugsweise jeweils zeitgleich. Weiter wird die Temperaturdifferenz dT während eines Spülvorgangs vorzugsweise ebenfalls laufend bzw. kontinuierlich berechnet. Der Abgleich zwischen Temperaturdifferenz dT und Schwellenwert dTS erfolgt ebenfalls laufend bzw. kontinuierlich.
Alternativerweise ist es auch denkbar, dass die Messung der beiden Temperaturen T 1 und T2, die Berechnung der Temperaturdifferenz dT und der Abgleich zwischen Temperaturdifferenz dT und Schwellenwert dTS in vorgegebenen Zeitabständen periodisch erfolgt. Die Zeitabstände können einige Sekunden betragen.
Die Wahl der Höhe des Schwellenwerts bestimmt im Wesentlichen die Zeitdauer des Spülvorgangs. Bei tiefem Schwellenwert ist die erste Temperatur sehr nahe an der zweiten Temperatur, das heisst, dass Wasser in der Wasserleitung hat im Wesentlichen die gleiche Temperatur, so dass mit grosser Sicherheit davon ausgegangen werden kann, dass die Wasserleitung vollständig ausgespült wurde. Bei einem hohen Schwellenwert ist der Temperaturunterschied zwischen der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur grösser, wobei dann nicht mehr mit absoluter Sicherheit gesagt werden kann, dass die Wasserleitung vollständig ausgespült wurde. Die Wahl des Schwellenwertes ist entscheidend für den Grad der Ausspülung der Flüssigkeitsleitung. Ein optimaler Schwellenwert hat den Vorteil, dass die Wasserleitung vollständig gespült wurde und dass nicht zuviel Frischwasser verschwendet wird. Die Höhe des Schwellenwerts ist im Wesentlich von den Randbedingungen bezüglich der Temperaturen abhängig. Insbesondere ist der Schwellenwert von den Temperaturverhältnissen zwischen Umgebungstemperatur und Wassertemperatur abhängig. Bei einer Kaltwasserleitung und einer Raumtemperatur vom 22°C kann der der Schwellenwert im Bereich von 0 bis 10 Kelvin, insbesondere von 0 bis 5 Kelvin, sein. Bei einer Warmwasserleitung kann der Schwellenwert aber auch höher als 10 Kelvin sein.
Die Temperatur in der Wasserleitung nimmt bei Stagnation je nach Verlegeart der Wasserleitung und je nach Ausbildung der Wasserleitung nach einer gewissen Zeit die Umgebungstemperatur ein. Typischerweise ist bei dieser Stagnation die zweite Temperatur T2 im Wesentlichen die Temperatur der Umgebung.
Vor dem Spülvorgang ist die Spülarmatur verschlossen. Zur Auslösung des Spülvorgangs wird die Spülarmatur geöffnet und das in der Wasserleitung vorhandene Wasser fliesst über die Spülarmatur weg, während frisches Wasser über den Leitungseingang in die Wasserleitung nachfliesst.
Vorzugsweise wird der Schwellenwert dTS während des Spülvorgangs in Abhängigkeit der gemessenen ersten Temperatur T1 und/oder in Abhängigkeit der gemessenen zweiten Temperatur T2 bei Beginn des Spülvorgangs berechnet. Die Ausdrucksweise "bei Beginn des Spülvorgangs" ist so zu verstehen, dass die zweite Temperatur T2 zu dem Zeitpunkt gemessen, an welchem die Spülarmatur geöffnet wurde; oder dass die Temperatur T2 in einem engen Zeitfenster von maximal 20 Sekunden nach Öffnung der Spülarmatur gemessen wird. Das Zeitfenster kann aber auch kleiner sein. Beispielsweise maximal 15 Sekunden oder maximal 10 Sekunden. Die zweite Temperatur, die bei Beginn des Spülvorgangs gemessen wird und dann für die Berechnung des Schwellenwerts dTS eingesetzt wird, wird als T2_t0 bezeichnet.
Durch diese Berechnung kann der Schwellenwert basierend auf die effektiv vorhandenen Temperaturverhältnisse festgelegt werden, was bezüglich des Ausspülvolumens ein sehr genaues System bereitstellt. Der Schwellenwert dTS wird während des Spülvorgangs kontinuierlich oder in festen Zeitabständen durch die Steuerungseinheit berechnet. Unter einer kontinuierlichen Berechnung wird verstanden, dass der Schwellenwert fortlaufend bestimmt wird. Unter einer Berechnung in festen Zeitabständen wird verstanden, dass der Schwellenwert periodisch berechnet wird. Beispielsweise in Zeitabständen von 5 Sekunden zwischen den einzelnen Berechnungen. Mit dem berechneten Schwellenwert dTS findet der oben beschriebene Abgleich zwischen der Temperaturdifferenz und dem Schwellenwert statt. Der Abgleich zwischen Temperaturdifferenz dT und dem Schwellenwert dTS kann ebenfalls kontinuierlich oder in festen Zeitabständen erfolgen.
In einer ersten Ausführungsform wird der Schwellenwert dTS besonders bevorzugt als Differenzwert zwischen der ersten Wassertemperatur T1 und der zweiten Wassertemperatur T2_t0 bei Beginn des Spülvorgangs und durch Multiplikation des Differenzwerts mit einem Quotienten Q gebildet. Das heisst in einer mathematischen Formel ausgedrückt: dTS = (T1 - T2_t0) * Q
Der Quotient kann beispielsweise bei 0.25 festgelegt werden. Bei einem Beispiel für eine Kaltwasserleitung ist die erste Temperatur T1 = 12°C und die zweite Temperatur ist zu Beginn gleich der Umgebungstemperatur, beispielsweise bei T2_t0 = 25°C. Es resultiert dann ein Differenzwert wie folgt:
T1 - T2_t0 = 12°-25° =-13°.
Der Schwellenwert dTS resultiert dann wie folgt:
TS = (T1 - T2_t0) * Q = (12° - 25°) * 0.25 = -3.25°.
Folglich dauert der Spülvorgang solange bis die Temperaturdifferenz aus der ersten Temperatur T1 und der zweiten Temperatur T2 den Schwellenwert dTS = -3.25° erreicht hat.
Der Einsatz des Quotienten Q ist besonders vorteilhaft, weil ein Schwellenwert bestimmt werden kann, welcher eine bezüglich des ausgespülten Volumens optimale Ausspülung erreicht wird. Das heisst, dass eine optimale Volumenausspülung erreicht wird, bei welcher das auszuspülende Volumen ausgespült wird, aber nicht zuviel Wasser verschwendet wird.
Die Wahl der Grösse des Quotienten Q ist im Wesentlichen von den Gegebenheiten des Rohrsystems, insbesondere von Länge und Durchmesser, bzw. von Rohrmaterial und Rohrwandstärke abhängig. Aufgrund des Strömungsprofil des Wassers im Rohr muss bei einer turbulenten Strömung im Rohr etwa der 2-fache Rohrinhalt ausgetauscht werden, um sämtliches Wasser auszutauschen, was den Quotienten Q ebenfalls beeinflussen kann. Je tiefer der Quotient Q desto grösser ist das Austauschvolumen und umgekehrt.
Vorzugsweise ist der Quotient Q grösser als 0. Insbesondere ist der Quotient Q zwischen 0.1 und 1 , insbesondere zwischen 0.15 und 0.5, besonders bevorzugt bei 0.25. Dies Bereiche haben sich für übliche Durchmesser im Bereich von 15 bis 40 Millimeter und Rohrlängen im Bereich von 10 bis 50 Meter als vorteilhaft erwiesen.
In einer zweiten besonders bevorzugten Ausführungsform wird anstelle von der zweiten Wassertemperatur T2_t0 bei Beginn des Spülvorgangs eine mit einem weiteren Temperatursensor gemessene Umgebungstemperatur eingesetzt. Die Umgebungstemperatur trägt die Variable T3. In diesem Fall wird der Schwellenwert dTS mit dem Quotienten wie folgt berechnet: dTS = (T1 - T3) * Q
Bei einem Spülvorgang sinkt die erste Temperatur sehr schnell ab, weil Frischwasser in die Rohrleitung einströmt. Die zweite Temperatur sinkt langsam ab, weil hier das in der Rohrleitung sich befindliche Wasser, welches wärmer als das Frischwasser ist, durchströmt.
Vorzugsweise ist der erste Temperatursensor im Bereich eines Leitungseingangs der Wasserleitung angeordnet.
Vorzugsweise umfasst das Hygienespülsystem weiterhin mindestens eine an der Wasserleitung angeschlossene Zapfarmatur, mit welcher ein Zapfvorgang zur Entnahme der Wasser aus der Wasserleitung ausgeführt werden kann. Eine Zapfarmatur ist beispielsweise ein Spülkasten, ein Wasserhahn, ein Absperrventil oder eine Dusche. Andere sanitäre Armaturen sind auch denkbar. Die mindestens eine Zapfarmatur kann an einem Leitungsausgang, also dort wo vorteilhafterweise die Spülarmatur angeordnet ist, angeordnet sein. Auch wäre es denkbar die mindestens eine Zapfarmatur irgendwo zwischen Leitungseingang und Leitungsausgang anzuordnen.
In einer Variante kann die Zapfarmatur und die Spülarmatur durch eine einzige Armatur bereitgestellt werden.
Der zweite Temperatursensor ist in einer Variante vorzugsweise im Bereich der Zapfarmatur angeordnet. Sind mehrere Zapfarmaturen angeordnet, ist der zweite Temperatursensor vorzugsweise bei der Zapfarmatur angeordnet, welche in Fliessrichtung des Wassers gesehen am Ende der Wasserleitung liegt. Die Ausdrucksweise im Bereich der Zapfarmatur ist so zu verstehen, dass der zweite Temperatursensor direkt bei der Zapfarmatur oder in einem Abstand von maximal 3 Meter Länge der Wasserleitung von der Zapfarmatur entfernt liegt.
Der zweite Temperatursensor ist in einer anderen Variante vorzugsweise im Bereich der Spülarmatur angeordnet. Die Ausdrucksweise im Bereich der Spülarmatur ist so zu verstehen, dass der zweite Temperatursensor direkt bei der Spülarmatur oder in einem Abstand von maximal 3 Meter Länge der Wasserleitung von der Spülarmatur entfernt liegt.
Die Auslösung des Spülvorgangs ist vorzugsweise dadurch charakterisiert,
- dass ein Spülvorgang ausgelöst wird, wenn die zweite Temperatur T2 über eine vorbestimmte Zeitdauer im Wesentlichen konstant bleibt, und/oder
- dass ein Spülvorgang ausgelöst wird, wenn die zweite Temperatur T2 einen Grenzwert überschreitet, und/oder
- dass ein Spülvorgang nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem letzten Spülvorgang ausgelöst wird.
Die vorbestimmte Zeitdauer ist vorzugsweise grösser als 48 Stunden oder grösser als 72 Stunden.
Der Grenzwert für die zweite Temperatur liegt bei Kaltwasserleitungen im Bereich von 20°C bis 30°C, insbesondere bei 25°C. Der Grenzwert für die zweite Temperatur liegt bei Warmwasserleitungen im Bereich von 45°C bis 60°C, insbesondere bei 50°C.
Vorzugsweise weist die Steuerungseinheit weiterhin ein Zeitmesselement auf, welches die nach einem Spülvorgang verstrichene Zeit erfasst, wobei bei einem Zapfvorgang bestimmt wird, ob der besagte Schwellenwert erreicht wird, und wobei die verstrichene Zeit bei Erreichen des Schwellenwerts auf Null gestellt wird und von neuem gestartet wird. Ein weiterer Spülvorgang wird nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer ab der Nullstellung ausgelöst. Die Zeitdauer kann nach der oben genannten Zeitdauer gewählt werden.
Hierdurch ergeht der Vorteil, dass wenn ein vollständiger Austausch des Spülwassers bei einem Zapfvorgang erreicht wird, die Zeitdauer für einen zeitgesteuerten Spülvorgang wieder von vorne beginnen kann.
Vorzugsweise stehen die Temperatursensoren drahtlos oder drahtgebunden mit der Steuerungseinheit zur Übermittlung der gemessenen Temperaturen in Verbindung stehen. Die gemessenen Temperaturen werden dabei als analoge oder digitale Signale übermittelt.
Vorzugsweise weist die Spülarmatur ein elektrisch ansteuerbares Ventilelement auf, wobei das Ventilelement durch die Steuerungseinheit angesteuert werden kann, derart, dass das Ventilelement bei Beginn eines Spülvorgangs geöffnet wird und bei Beendigung des Spülvorgangs geschlossen wird. Das Ventilelement ist vorzugsweise drahtlos oder drahtgebunden mit der Steuerungseinheit zur Übermittlung eines Steuerbefehls verbunden ist. Der Steuerbefehl für die Schliessung der Spülarmatur wird dann gegeben, wenn die Temperaturdifferenz dT den besagten Schwellenwert dTS erreicht hat.
Vorzugsweise sind die Temperatursensoren zur Messung der Wassertemperatur derart angeordnet, dass die Wassertemperatur direkt oder indirekt messbar ist. Bei einer indirekten Messung wird die Temperatur der Aussenseite des Rohrs erfasst, was einen Rückschluss auf die Wassertemperatur zulässt. Bei einer direkten Messung ragen die Temperatursensoren in das Rohr ein und sind mit dem Wasser in direktem Kontakt.
Der Temperatursensor zur Messung der Umgebungstemperatur ist vorzugsweise in einem Bereich eines Raums angeordnet, durch dessen Wände sich die Wasserleitung erstreckt oder in welchen die Wasserleitung mündet.
Vorzugsweise ist der Temperatursensor ein PT1000-Element oder ein NTC-Element.
Ein Verfahren zum Spülen einer Wasserleitung eines Hygienespülsystems nach obiger Beschreibung umfasst die folgenden Schritte:
Auslösen eines Spülvorgangs durch Öffnen der Spülarmatur, so dass die Wasserleitung gespült wird,
Bestimmung einer Temperaturdifferenz dT zwischen der ersten Wassertemperatur und der zweiten Wassertemperatur durch die Steuerungseinheit während des Spülvorgangs, und
Schliessen der Spülarmatur, wenn die Temperaturdifferenz dT einen Schwellenwert dTS erreicht.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Hygienespülsystems nach einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung von Temperaturverläufen bei einem
Spülvorgang der Hygienespülung nach Figur 1.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der Figur 1 wird schematisch ein Hygienespülsystem dargestellt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst das Hygienespülsystem eine Wasserleitung 1 , in welcher Wasser in einer Fliessrichtung F geführt wird, eine Spülarmatur 4 zur Spülung der Wasserleitung 1 , eine Steuerungseinheit 5 zur Ansteuerung der Spülarmatur 4, ein erster Temperatursensor 6 zur Messung einer ersten Wassertemperatur T1 , und ein zweiter Temperatursensor 7 zur Messung einer zweiten Wassertemperatur T2.
Die Wasserleitung 1 weist einen Leitungseingang 2, einen Leitungsausgang 3 mit einer Spülarmatur 4 und einen weiteren Leitungsausgang 3 mit einer Zapfarmatur 9 auf. Über den Leitungseingang 2 fliesst frisches Wasser in die Wasserleitung 1. Bei einem Spülvorgang wird die Spülarmatur 4 durch die Steuerungseinheit 5 angesteuert, wobei die Spülarmatur 4 geöffnet wird, so dass Wasser aus der Wasserleitung 1 über den Leitungsausgang 3 abfliessen kann. Weiter fliesst dann frisches Wasser über den Leitungseingang 2 nach. Hierbei wird das Wasser in der Wasserleitung 1 ausgetauscht. Weiter können zusätzliche Zapfarmaturen an der Wasserleitung 1 angeschlossen sein. Die zusätzlichen Zapfarmaturen können irgendwo zwischen dem Leitungseingang 2 und dem Leitungsausgang 3 oder direkt beim Leitungsausgang 3 liegen.
Die beiden Temperatursensoren 6, 7 liegen beabstandet zueinander. Je nach Installation beträgt der Abstand mehrere Meter oder gar mehrere Dutzend Meter. Der erste Temperatursensor 6 liegt in Fliessrichtung F gesehen vor dem zweiten Temperatursensor 7. Bei einem Spülvorgang passiert das frische Wasser demnach zuerst den ersten Temperatursensor 6 und dann den zweiten Temperatursensor 7. Der erste Temperatursensor 6 erfasst eine erste Wassertemperatur T1 und der zweite Temperatursensor 7 erfasst eine zweite Wassertemperatur T2. Typischerweise ist der zweite Temperatursensor 7 im Bereich der Zapfarmatur 9 oder der Spülarmatur 4 angeordnet.
Die von den Temperatursensoren 6, 7 gemessenen Temperaturwerte werden von den beiden Temperatursensoren 6, 7 an die Steuerungseinheit 5 übermittelt, wobei die Steuerungseinheit 5 die Temperaturwerte T1 , T2 entsprechend der nachfolgenden Erläuterungen verarbeitet. Hierfür stellen die beiden Temperatursensoren 6, 7 Steuerungssignale bereit, welche von der Steuerungseinheit 5 empfangen werden können.
In der Figur 2 werden typische Temperaturverläufe dargestellt. Auf der X-Achse ist die Zeit t in Sekunden und auf der Y-Achse die Temperatur in °C eingetragen.
Die obere Darstellung gemäss der Figur 2 zeigt den Temperaturverlauf der ersten Temperatur T1 und der zweiten Temperatur T2, während eines Zapfvorgangs. Typischerweise stellt sich in einer Wasserleitung ohne Zapfvorgang eine konstante Temperatur ein. Im vorliegenden Fall sind die erste Temperatur T1 und die zweite Temperatur T2 zu Beginn im Gleichgewicht und liegen bei ca. 25°C. In der Praxis heisst dies, dass ohne Zapfvorgang die beiden Temperaturen T1 & T2 typischerweise die vor Ort herrschende Umgebungstemperatur eingenommen haben. Je nach Anwendung kann die erste Temperatur T 1 aber auch von der Umgebungstemperatur unterschiedlich sein. Beim Start eines Spülvorgangs sinkt die erste Temperatur T1 sehr schnell ab, weil frisches Wasser in die Wasserleitung einfliesst. Nach einer gewissen Zeitdauer verläuft die erste Temperatur T1 im Wesentlichen konstant. Im Beispiel bei ca. 12°C. Demgegenüber sinkt die zweite Temperatur T2 langsamer ab. Während eines Spülvorgangs, bei welchem die Wasserleitung 1 gespült wird, wird eine Temperaturdifferenz dT zwischen der ersten Wassertemperatur T1 und der zweiten Wassertemperatur T2 durch die Steuerungseinheit 5 bestimmt. Die Spülarmatur 4 wird dann geschlossen, wenn die Temperaturdifferenz dT einen Schwellenwert dTS erreicht. Dies wird in der unteren Darstellung der Figur 2 gezeigt. Der Schwellenwert dTS ist hier gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die untenstehend noch beschrieben wird, gezeigt. Die Kurve dT zeigt die Differenz zwischen der Temperatur T1 und der Temperatur T2 über die Zeitt. Sobald die Kurve dT den Schwellenwert dTS erreicht, wird der Spülvorgang durch Schliessen der Spülarmatur 4 unterbrochen. Dies ist in der gezeigten Darstellung der Figur 2 dann der Fall, wenn die Verlaufskurve dT die Schwellenwertkurve dTS schneidet. Der Schnittpunkt trägt das Bezugszeichen S.
Der Schwellenwert dTS wird während des Spülvorgangs, in Abhängigkeit der gemessenen ersten Temperatur T1 und/oder der gemessenen zweiten Temperatur T2 bei Beginn der Spülauslösung bestimmt. Bei der Spülauslösung wird die zweite Temperatur T2 gemessen und als T2_t0 festgehalten. T2_t0 repräsentiert die zweite Wassertemperatur zum Zeitpunkt des Beginns des Spülvorgangs. Typischerweise wird T2_t0 in der Steuerungseinheit gespeichert. Die bei Beginn des Spülvorgangs gemessene Temperatur T2_t0 wird während der kontinuierlichen Bestimmung des Schwellenwertes dTS als Konstante in die Berechnungsformel eingesetzt.
Die Ausdrucksweise "bei Beginn des Spülvorgangs" ist vorzugsweise so zu verstehen, dass die zweite Temperatur bei der Öffnung der Spülarmatur oder unmittelbar danach oder wenige Sekunden danach, gemessen wird.
In einer zweiten Ausführungsform wäre es auch möglich, mit einem weiteren Sensor die Umgebungstemperatur zu messen, und die Umgebungstemperatur T3 anstelle von T2_t0 in die Berechnungen einzusetzen. Der Schwellenwert dTS wird dann als Differenz zwischen der ersten Temperatur T1 und der Umgebungstemperatur T3 berechnet: dTS = (T1 - T3)*Q.
In der Figur 2 wird weiterhin das effektive Ausflussvolumen EA und das Soll- Ausflussvolumen SA gezeigt. Am Schnittpunkt S der beiden Geraden A und S ist das effektive Ausflussvolumen EA gleich dem Soll-Ausflussvolumen SA.
In der gezeigten Ausführungsform wird der Schwellenwert dTS als Differenzwert zwischen der ersten Wassertemperatur T1 und der zweiten Wassertemperatur T2_t0, also der zweiten Wassertemperatur bei Beginn des Spülvorgangs, und durch Multiplikation des Differenzwerts mit einem Quotienten Q gebildet. Für die Bestimmung des Schwellenwerts wird im Beispiel die zweite Wassertemperatur T2 gleich zu bzw. nach Beginn des Spülvorgangs gemessen. In der Figur 2 beim Zeitpunkt t=0 Sekunden und als T2_t0 festgelegt. Die erste Wassertemperatur T1 wird im vorliegenden Beispiel während des gesamten Spülvorgangs gemessen. In einer mathematischen Formel ausgedrückt heisst dies, dass der Schwellenwert dTS wie folgt bestimmt wird: dTS = ( T1 - T2_t0 ) * Q = ( 12 - 25 ) * Q
Der Quotient Q ist typischerweise grösser als 0 ist. Ein bevorzugter Quotient gemäss dem Beispiel liegt bei 0.25. Daraus resultiert folgendes Zahlenbeispiel:
Zu unterschiedlichen Zeiten nach Beginn des Spülvorgangs resultieren für den Schwellenwert dTS gemäss dem Beispiel in Figur 2 folgende Zahlenbeispiele:
Zeitpunkt 0 Sekunden: dTS = ( T1 - T2_t0 ) * Q = ( 25 - 25) * 0.25 = 0 K
Zeitpunkt 10 Sekunden: dTS = ( T1 - T2_t0 ) * Q = ( 14 - 25 ) * 0.25 = -2.75 K
Zeitpunkt 20 Sekunden: dTS = ( T1 - T2_t0 ) * Q = ( 13 - 25 ) * 0.25 = -3K
Zeitpunkt 60 Sekunden: dTS = ( T1 - T2_t0 ) * Q = ( 12 - 25 ) * 0.25 = -3.25 K
Bei jedem Spülvorgang stellt sich bei der Temperatur T1 typischerweise ein Gleichgewicht ein, weil das nachströmende Frischwasser meist eine konstante Temperatur aufweist. Hierdurch wird auch der Grenzwert dTS nach einer gewissen Zeit einen konstanten Wert einnehmen. Im gezeigten Beispiel erreicht die erste Temperatur T1 nach ca. 40 bis 60 Sekunden nach Beginn des Spülvorgangs einen konstanten Wert. Da gemäss Beispiel die erste Temperatur T1 einen konstanten Wert einnimmt, wird der berechnete Schwellenwert dTS ebenfalls konstant. Gemäss Beispiel liegt der Schwellenwert dTS nach 40 bis 60 Sekunden seit Beginn des Spülvorgangs bei -3.25 K und der Spülvorgang wird beendet, sobald die gemessene Temperaturdifferenz zwischen T1 und T2 den Wert von -3.25 K erreicht.
Die Berechnung des Schwellenwertes dTS wird über den gesamten Spülvorgang vorzugsweise laufend bzw. kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitabständen von einigen Sekunden durchgeführt. Hierdurch wird erreicht, dass Temperaturveränderungen der ersten Temperatur berücksichtigt werden können. Die Berechnung könnte auch umgekehrt erfolgen, wobei dies in Formeln wie folgt ausgedrückt werden kann: dT = T2 - T1 und dTS = (T2_t0 - T1 ) * Q.
Gemäss der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform können die mathematischen Formeln zur Berechnung der Temperaturdifferenz dT und zur Berechnung des Schwellenwertes dTS wie folgt aufgestellt werden: dT = T1 - T2 dTS = (T1 - T3)*Q
Demnach kann für die Berechnung des Schwellenwertes dTS gemäss der ersten Ausführungsform die bei Beginn des Spülvorgangs gemessene Temperatur T2_t0 oder die Umgebungstemperatur T3 eingesetzt werden.
Bezüglich der Auslösung des Spülvorgangs sind verschiedene Varianten einsetzbar, nämlich dass ein Spülvorgang ausgelöst wird, wenn die zweite Temperatur T2 über eine vorbestimmte Zeitdauer im Wesentlichen konstant bleibt und/oder dass ein Spülvorgang ausgelöst wird, wenn die zweite Temperatur T2 einen Grenzwert überschreitet und/oder dass ein Spülvorgang nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem letzten Spülvorgang ausgelöst wird.
In einer besonderes bevorzugten Ausführungsform weist die Steuerungseinheit 5 weiterhin ein Zeitmesselement auf. Das Zeitmesselement erfasst nach einem Spülvorgang die verstrichene Zeit, wobei bei einem Zapfvorgang bestimmt wird, ob der besagte Schwellenwert dTS erreicht wird, und wobei die verstrichene Zeit bei Erreichen des Schwellenwerts dTS auf Null gestellt wird und von neuem gestartet wird, und wobei ein weiterer Spülvorgang nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer ab der Nullstellung ausgelöst wird. Durch diese Steuerung kann eine unnötige Spülung vermieden werden, wenn die Durchspülung bereits durch einen Zapfvorgang erfolgt ist.
Die Temperatursensoren 6, 7 und auch die Spülarmatur 4 stehen drahtgebunden oder drahtlos mit der Steuerungseinheit 5 in Verbindung. Die Verbindungen werden mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet. Über diese Verbindung werden die oben beschriebenen Temperaturwerte als Steuerungssignal von den Temperatursensoren 6, 7 und Steuerbefehle an die Spülarmatur 4 übermittelt.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Wasserleitung
2 Leitungseingang
3 Leitungsausgang
4 Spülarmatur 5 Steuerungseinheit
6 erster Temperatursensor 7 zweiter Temperatursensor
8 Verbindungen 9 Zapfarmatur
T1 erste Temperatur
T2 zweite Temperatur T2_t0 zweite Temperatur bei
Beginn Spülvorgang
T3 Umgebungstemperatur dT T emperaturdifferenz dTS Schwellenwert Q Quotient
S Schnittpunkt EA effektives Ausflussvolumen
SA Soll-Ausflussvolumen

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Hygienespülsystem umfassend eine Wasserleitung (1), in welcher Wasser in einer Fliessrichtung (F) geführt wird, eine Spülarmatur (4), die zur Spülung der Wasserleitung (1) ansteuerbar ist, eine Steuerungseinheit (5) zur Ansteuerung der Spülarmatur (4), ein erster Temperatursensor (6) zur Messung einer ersten Wassertemperatur (T1), und ein zweiter Temperatursensor (7) zur Messung einer zweiten Wassertemperatur (T2), wobei die Messwerte der gemessenen Temperaturen von den Temperatursensoren (6, 7) an die Steuerungseinheit (5) übermittelbar sind, wobei während eines Spülvorgangs, bei welchem die Spülarmatur geöffnet ist, so dass die Wasserleitung (1) gespült wird, eine Temperaturdifferenz (dT) zwischen der ersten Wassertemperatur (T1) und der zweiten Wassertemperatur (T2) durch die Steuerungseinheit (5) bestimmbar ist, und wobei die Spülarmatur (4) geschlossen wird, wenn die Temperaturdifferenz (dT) einen Schwellenwert (dTS) erreicht.
2. Hygienespülsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (dTS) während des Spülvorgangs in Abhängigkeit der gemessenen ersten Wassertemperatur (T1) und/oder in Abhängigkeit der bei Beginn des Spülvorgangs gemessenen zweiten Temperatur (T2_t0) berechnet wird.
3. Hygienespülsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (dTS) als Differenzwert zwischen der ersten Wassertemperatur (T1) und der zweiten Wassertemperatur (T2_t0) bei Beginn des Spülvorgangs und durch Multiplikation des Differenzwerts mit einem Quotienten (Q) gebildet wird.
4. Hygienespülsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (dTS) als Differenzwert zwischen der ersten Wassertemperatur (T1) und der durch einen weiteren Temperatursensor gemessenen Umgebungstemperatur (T3) bei Beginn des Spülvorgangs und durch Multiplikation des Differenzwerts mit einem Quotienten (Q) gebildet wird. 5. Hygienespülsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient (Q) grösser als 0 ist, und/oder dass der Quotient (Q) zwischen 0.1 und 1 , insbesondere zwischen 0.15 und 0.
5, besonders bevorzugt bei 0.25 ist.
6. Hygienespülsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (dTS) während eines Spülvorgangs kontinuierlich oder in festen Zeitabständen ermittelt wird.
7. Hygienespülsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hygienespülsystem weiterhin mindestens eine Zapfarmatur (9) aufweist, über welche Wasser aus der Wasserleitung (1) zapfbar ist, wobei der zweite Temperatursensor (T2) im Bereich der Zapfarmatur (9) angeordnet ist.
8. Hygienespülsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Temperatursensor (T2) im Bereich der Spülarmatur (4) angeordnet ist.
9. Hygienespülsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spülvorgang auslösbar ist, wenn die zweite Temperatur (T2) über eine vorbestimmte Zeitdauer im Wesentlichen konstant bleibt und/oder dass ein Spülvorgang auslösbar ist, wenn die zweite Temperatur (T2) einen Grenzwert überschreitet und/oder dass ein Spülvorgang nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem letzten Spülvorgang auslösbar ist.
10. Hygienespülsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (5) weiterhin ein Zeitmesselement aufweist, welches die nach einem Spülvorgang verstrichene Zeit erfasst, wobei bei einem Zapfvorgang bestimmt wird, ob der besagte Schwellenwert (dTS) erreicht wird, und wobei die verstrichene Zeit bei Erreichen des Schwellenwerts (dTS) auf Null gestellt wird und von neuem gestartet wird, und wobei ein weiterer Spülvorgang nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer ab der Nullstellung ausgelöst wird.
11. Hygienespülsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 18 gekennzeichnet, dass die Temperatursensoren (6, 7) drahtlos oder drahtgebunden mit der Steuerungseinheit (5) zur Übermittlung der gemessenen Temperaturwerte in Verbindung stehen; und/oder dass die Spülarmatur (4) ein elektrisch ansteuerbares Ventilelement aufweist, wobei das Ventilelement durch die Steuerungseinheit (5) angesteuert werden kann, derart, dass das Ventilelement bei Beginn eines Spülvorgangs geöffnet wird und bei Beendigung des Spülvorgangs geschlossen wird; wobei das Ventilelement vorzugsweise drahtlos oder drahtgebunden mit der Steuerungseinheit (5) zur Übermittlung eines Steuerbefehls verbunden ist; und/oder dass die Temperatursensoren (6, 7) derart angeordnet, dass die Wassertemperatur direkt oder indirekt messbar ist; und/oder dass die Temperatursensoren (6, 7) ein PT1000- oder ein NTC-Element sind.
12. Verfahren zum Spülen einer Wasserleitung eines Hygienespülsystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei durch Öffnen der Spülarmatur (4) ein Spülvorgang ausgelöst wird, so dass die Wasserleitung (1) gespült wird, wobei während des Spülvorgangs eine Temperaturdifferenz (dT) zwischen der ersten Wassertemperatur (T1) und der zweiten Wassertemperatur (T2) durch die Steuerungseinheit (5) bestimmt wird, und wobei die Spülarmatur (4) geschlossen wird, wenn die Temperaturdifferenz (dT) einen Schwellenwert (dTS) erreicht.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (dTS) während des Spülvorgangs in Abhängigkeit der gemessenen ersten Temperatur (T1) und/oder der bei Beginn des Spülvorgangs gemessenen zweiten Temperatur (T2_t0) bestimmt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (dTS) als Differenzwert zwischen der ersten Wassertemperatur (T1) und der zweiten Wassertemperatur (T2_t0) bei Beginn des Spülvorgangs und durch Multiplikation des Differenzwerts mit einem Quotienten (Q) gebildet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellenwert (dTS) als Differenzwert zwischen der ersten Wassertemperatur (T1) und der 19 durch einen weiteren Temperatursensor gemessenen Umgebungstemperatur (T3) bei Beginn des Spülvorgangs und durch Multiplikation des Differenzwerts mit einem Quotienten (Q) gebildet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient (Q) grösser als 0 ist, und/oder dass der Quotient (Q) zwischen 0.1 und 1 , insbesondere zwischen 0.15 und 0.5, besonders bevorzugt bei 0.25 ist.
PCT/EP2021/083185 2020-12-03 2021-11-26 Hygienespülsystem WO2022117461A1 (de)

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