DE10062208A1

DE10062208A1 - Anti-freeze protection for water pipes for e.g. domestic water systems with feed and return pipes connected by connection pipe with return valve and circulation pump switched by room temperature switch

Info

Publication number: DE10062208A1
Application number: DE10062208A
Authority: DE
Inventors: Karsten Laing; Nikolaus J Laing
Original assignee: Individual
Current assignee: Xylem IP Holdings LLC
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-06-20

Abstract

The water system has feed and return pipes, which are connected near their ends by connection pipes (23) and a circulation pump (4). A room temperature switch (5) switches-on the pump, when the temperature in a room drop below set level. To prevent frost damage in a central heating system, the pump is switched-on in similar manner, when the heating system is not operative. The connection pipe contains a return valve (6), to prevent flow through the non-operative pump from the pressure to the suction side.

Description

Für die winterliche Urlaubszeit oder für Ferienwohnungen besteht das Bedürfnis, die Hauswasser-Verteilerleitungen und auch Zentralheizungsanlagen vor dem Einfrieren zu schützen. Bekannt sind Heizkabel, die so verlegt werden, daß sie die Rohre be rühren. Der nachträgliche Einbau aber ist aufwendig und oft unmöglich. In der Regel wird die Zentralheizung bei abgesenkter Raumtemperatur weiterbetrieben, was un nötigen Energieverbrauch bedeutet. Auch läßt sich das Heizungssystem mit einer Mischung aus Wasser und dem teuren Glykol füllen, was aber eine gegenüber Was ser erhöhte Strömungsgeschwindigkeit in den Rohren erfordert.There is a need for the winter holiday season or for holiday apartments Domestic water distribution lines and also central heating systems before freezing to protect. Heating cables are known, which are laid so that they be the pipes stir. The subsequent installation is complex and often impossible. Usually the central heating will continue to operate at a lower room temperature, which un means necessary energy consumption. The heating system can also be operated with a Fill mixture of water and the expensive glycol, but what a what This requires increased flow velocity in the pipes.

Die Erfindung weist einen Weg, der die Nachteile nicht aufweist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Oberfläche der Rohre im Vergleich zu Heizkörpern klein ist und daß anfangs nur solche Rohrbereiche zur Eisbildung neigen, die z. B. einem Zugluftstrom ausgesetzt sind, während das Wasser in den übrigen Rohren und insbesondere im Heißwassertank noch beachtliche Wärmereserven aufweist. Gemäß der Erfindung ist eine Verbindungsleitung mit einer Umwälzpumpe am Ende der Verteilerleitungen zwischen dem Warmwasserstrang und dem Kaltwassenstrang angeordnet, wobei die Umwälzpumpe durch einen Thermostaten eingeschaltet wird, sobald die Raumtemperatur unterhalb eine vorgegebene Temperatur von z. B. 4°C abfällt. Bei Warmwasseranlagen mit einem Vorratstank genügt der Wärmeinhalt des Wassers für viele Tage. Für längere Kälteperioden und auch bei tanklosen Anlagen wird ein Widerstands-Heizelement, das mit der Umwälzpumpe eine Einheit bildet, vorgesehen. An die Stelle einer gesonderten Umwälzpumpe kann bei Installationen mit Brauchwasser-Zirkulation die Warmwasser-Umwälzpumpe treten. Sofern die Umwälzpumpe das abgekühlte Warmwasser über eine Zirkulationsleitung zum Heißwassererzeuger zurückfördert, ist eine verschließbare Verbindung vom Pum penausgang zur Kaltwasserleitung erforderlich. Bei Installationen, in denen der ab gekühlte Rohrinhalt der Warmwasserleitung in die Kaltwasserleitung geleitet wird, genügt ein Raumluft-Thermostat, der die Umwälzpumpe einschaltet, so lange die Raumtemperatur unter z. B. 4°C (39,2°F) liegt. Bei prozessorgesteuerten Pumpen übernimmt der Prozessor über ein entsprechendes Programm die Einschaltung bei Frostgefahr.The invention has a way that does not have the disadvantages. The invention lies based on the knowledge that the surface of the pipes compared to radiators is small and that initially only such tube areas tend to form ice that z. B. are exposed to a draft of air while the water in the remaining pipes and still has considerable heat reserves, especially in the hot water tank. According to the invention, a connecting line with a circulation pump is at the end the distribution lines between the hot water line and the cold water line arranged, the circulation pump being switched on by a thermostat, as soon as the room temperature below a predetermined temperature of z. B. 4 ° C drops. For hot water systems with a storage tank, the heat content of the Water for many days. For longer cold periods and also in tankless systems becomes a resistance heating element that forms a unit with the circulation pump, intended. In place of a separate circulation pump can be used in installations with hot water circulation, start the hot water circulation pump. If the Circulation pump the cooled hot water via a circulation line to the Conveying the hot water generator is a lockable connection from the pump Pen outlet to the cold water pipe required. For installations in which the cooled pipe contents of the hot water pipe is fed into the cold water pipe, A room air thermostat that switches the circulation pump on is sufficient as long as the Room temperature below z. B. 4 ° C (39.2 ° F). With processor-controlled pumps the processor takes over the activation via an appropriate program Risk of frost.

Die Erfindung ist nicht nur für Wasserinstallationen einsetzbar, sondern kann auch bei Zentralheizungs-Installationen eingesetzt werden. Als Pumpe kann die Hei zungspumpe eingesetzt werden. Sobald die Raumtemperatur z. B. 4°C unterschreitet schaltet ein Thermostatschalter die Pumpe stündlich ein bis zweimal so lange ein, wie zur etwa zweimaligen Umwälzung des gesamten Wasserinhaltes erforderlich ist. Sobald die Wassertemperatur unter 2°C gefallen ist, bewirkt ein zweiter Temperatur schalter die Einschaltung eines Heizelements, z. B. eines um ein Rohr gewickelten Heizdrahtes und schaltet die Pumpe auf Dauerbetrieb. Auch bei Heizungsanlagen ist eine Widerstandsheizung geringer Leistung vorteilhaft.The invention can not only be used for water installations, but can also be used in central heating installations. As a pump, the Hei feed pump can be used. As soon as the room temperature z. B. falls below 4 ° C a thermostat switches the pump on once or twice an hour, as is necessary to circulate the entire water content twice. As soon as the water temperature has dropped below 2 ° C, a second temperature causes switch the activation of a heating element, for. B. one wound around a tube Heating wire and switches the pump to continuous operation. Even with heating systems a resistance heater of low power is advantageous.

Die Erfindung soll anhand von Schaltbildern erläutert werden.The invention is to be explained on the basis of circuit diagrams.

Fig. 1 zeigt eine Installation mit einem Heißwassererzeuger. Fig. 1 shows an installation with a hot water generator.

Fig. 2 zeigt eine Installation mit einer Zirkulationsleitung zum Heißwassererzeuger. Fig. 2 shows an installation with a circulation line to the hot water generator.

Fig. 3 zeigt eine Gasthermen-Installation. Fig. 3 shows a gas boiler installation.

Fig. 1 zeigt eine Installation mit einem Heißwassererzeuger 1, einer Warmwasser leitung 2 und einer Kaltwasserleitung 3. Am Ende der beiden Leitungen verbindet eine Verbindungsleitung 23 die Saugseite einer kleinen Umwälzpumpe 4 mit der Warmwasserleitung 2 und die Druckseite mit der Kaltwasserleitung 3. Die Umwälz pumpe 4 wird durch einen Temperaturschalter 5 betätigt, wenn die Raumtemperatur sich dem Gefrierpunkt nähert. Ein Rückschlagventil 6 verhindert den Übertritt von Kaltwasser in die Warmwasserleitung 2 und ein Rückschlagventil 7 verhindert einen Übertritt von Warmwasser in die Kaltwasserleitung 3. Dieses Ventil 7, das in der Pa tentschrift EP 07751355 A1 beschrieben ist, öffnet sich hydraulisch, sobald der Pum penläufer Druck erzeugt. Durch einen zweiten Temperaturschalter 8 kann die gleiche Umwälzpumpe 4 als Zirkulationspumpe für die Warmwasserzirkulation eingesetzt werden, wobei der Temperaturschalter 8 die Wassertemperatur mißt und, sobald diese einen vorgegebenen Wert unterschreitet, die Umwälzpumpe 4 einschaltet, die den abgekühlten Rohrinhalt der Warmwasserleitung 2 in die Kaltwasserleitung 3 för dert. Bei Stillegung des Heißwassererzeugers 1 unterbricht der Temperaturschalter 5 die Stromzufuhr, sobald die Wassertemperatur in der Warmwasserleitung 2 die Ein schalttemperatur des Temperaturschalters 8 um einen vorgegebenen Betrag, z. B. 10 K unterschreitet und schaltet die Umwälzpumpe ein, sobald die Raumtemperatur unter z. B. 4°C abfällt oder bei der ersten Überschreitung der Einschalttemperatur des Temperaturschalters 8, wenn der Heißwassererzeuger wieder in Betrieb genommen wird. Fig. 1 shows an installation with a hot water generator 1 , a hot water line 2 and a cold water line 3rd At the end of the two lines, a connecting line 23 connects the suction side of a small circulation pump 4 to the hot water line 2 and the pressure side to the cold water line 3 . The circulation pump 4 is actuated by a temperature switch 5 when the room temperature approaches freezing. A check valve 6 prevents cold water from entering the hot water line 2 and a check valve 7 prevents hot water from entering the cold water line 3 . This valve 7 , which is described in the patent document EP 07751355 A1, opens hydraulically as soon as the pump rotor generates pressure. By a second temperature switch 8, the same circulation pump 4 can be used as a circulation pump for the hot water circulation, wherein the temperature switch 8 measures the water temperature and as soon as this falls below a predetermined value, the circulating pump 4 turns on, the the cooled tube content of the hot-water line 2 into the cold water pipe 3 promotes. When closure of the hot water generator 1, the temperature switch interrupts the power supply 5, when the water temperature switching temperature, the A in the hot water pipe 2 of the temperature switch 8 by a predetermined amount, eg. B. falls below 10 K and turns on the circulation pump as soon as the room temperature below z. B. 4 ° C drops or when the switch-on temperature of the temperature switch 8 is exceeded for the first time when the hot water generator is started up again.

Fig. 2 zeigt eine Installation mit einer Zirkulationsleitung 9. Zur Erzielung einer Um wälzung muß eine Verbindung 10 zur Kaltwasserleitung 3' geschaffen werden, was durch ein Dreiwegeventil 11, erfolgen kann, der aber in der Stellung mit Durchgang zur Kaltwasserleitung die Verbindung zur Zirkulationsleitung 9 nicht völlig Verschließt, damit auch diese durchströmt wird. Alternativ kann die Umschaltung auch durch Ab sperrventile 12 und 13 erfolgen. Auch durch raumtemperaturgesteuerte Solenoid- Ventile oder andere temperaturgesteuerte Ventile ist bei Frostgefahr die Verbindung zur Kaltwasserleitung herstellbar. Fig. 2 shows an installation with a circulating line 9. To achieve a Um umwälung a connection 10 to the cold water line 3 'must be created, which can be done by a three-way valve 11 , which, however, in the position with passage to the cold water line, the connection to the circulation line 9 is not completely closed, so that this is also flowed through. Alternatively, the switchover can also be done by shut-off valves 12 and 13 . If there is a risk of frost, the connection to the cold water pipe can also be established using room temperature-controlled solenoid valves or other temperature-controlled valves.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild für Anlagen mit Durchlauferhitzer 15 und der Verbin dungsleitung 23' mit der Pumpe 4". Sobald die Raumtemperatur unter z. B. 4°C ab fällt, schaltet der Temperaturschalter 5" die Pumpe 4" ein und, sobald die Wasser temperatur z. B. 2°C unterschreitet, auch die Widerstandsheizung 14 ein. Das Was ser strömt dann durch die druckseitige Leitung 3", danach durch den Gas- Wärmetauscher 15 des Durchlauferhitzers und dann durch die saugseitige Leitung 2" zurück zur Pumpe 4". Fig. 3 shows the circuit diagram for systems with water heater 15 and the connecting line 23 'with the pump 4 ". As soon as the room temperature drops below, for example, 4 ° C, the temperature switch 5 " turns on the pump 4 "and as soon as the water temperature falls below, for example, 2 ° C., also the resistance heater 14. The water then flows through the pressure-side line 3 ", then through the gas heat exchanger 15 of the water heater and then through the suction-side line 2 " back to the pump 4 ".

Claims

1. The method and device for avoiding freeze damage in a pipe system with flow and return, characterized in that the pipes near their end by a connecting line ( 23 ) and a circulation pump ( 4 ) are connected to each other and that a room temperature switch ( 5 ) the circulation pump ( 4 ) switches on as soon as the temperature in the room falls below a specified value.

2. Method and device for avoiding freeze damage in the circuit of a central heating system, characterized in that when the heat is not being operated, the heating circulating pump ( 4 ") is turned on by a room temperature temperature switch ( 5 ") as soon as the temperature falls below a predetermined temperature in the room.

3. Method and device for avoiding freezing damage according to claim 1, characterized in that in the connecting line ( 23 ) a check valve ( 6 ) is integrated, which a flow through the stillest standing circulation pump ( 4 ) from the pressure side of the pump to the suction lake prevented.

4. The method and device for avoiding freezing damage according to claim 1, characterized in that in the circuit ( 23 ), a valve ( 7 ) is connected, which prevents the stationary circulation pump ( 4 ) from flowing through from the pressure side of the pump to its suction side ,

5. The method and device for preventing freeze damage according to claim 4, characterized in that the valve ( 7 ) is opened by the pressure of the running pump ( 4 ).

6. The method and device for avoiding freezing damage according to claim 1, characterized in that in addition to the room temperature switch ( 5 ), a further temperature switch ( 8 ) is connected to the warm water pipe ( 2 ), which, when the temperature falls below a predetermined warm water temperature, the circulation pump ( 4 ) switches on and switches off again when this temperature is exceeded.

7. The method and device for avoiding freezing damage according to claim 1 and 6, characterized in that the temperature switch ( 5 ) switches off the circulation pump ( 4 , 4 ') when the temperature in the hot water line ( 2 ) by a predetermined temperature difference of z. B. 2 K below the switch-off temperature of the temperature switch ( 8 ).

8. The method and device for avoiding freezing damage according to claim 1, characterized in that the outlet of the pump ( 4 ') either with a recirculation line ( 9 ) or with a line ( 10 ) which is connected to the pressure-side line ( 3 ' ) leads, can be connected.

9. The method and device for avoiding freezing damage according to claim 8, characterized in that when the switchover to the pressure-side line ( 10 ) is carried out a small portion through the recirculation line ( 9 ).

10. The method and device for avoiding freeze damage in Installations with a water heater as a heat source according to claim 1, characterized in that the circulating pump ( 4 ") when there is a risk of frost, water from the suction line ( 2 ") into the pressure line ( 3 ") promotes so that this water flows through the heat exchanger in the water heater ( 15 ).

11. The method and device for preventing freeze damage according to claim 1, characterized in that there is a resistance heating element ( 14 ) in the circuit.

12. The method and device for avoiding freeze damage according to claim 11, characterized in that the resistance heating element ( 14 ) with the circulation pump ( 4 , 4 ', 4 ") forms a unit.

13. The method and device for avoiding freezing damage according to claim 11, characterized in that the resistance heating element ( 14 ) is only switched on when the temperature of the water content of the circuit falls below a predetermined value close to the freezing point un.