DE102008033063A1

DE102008033063A1 - Verfahren und Vorrichtung zur zentralen Warmwasserversorgung

Info

Publication number: DE102008033063A1
Application number: DE102008033063A
Authority: DE
Inventors: Frank Triesch
Original assignee: Triesch Frank Dr Ing
Current assignee: Triesch Frank Dr Ing
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2008-07-15
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-07-16
Also published as: DE102008033063B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen (1) zur zentralen Warmwasserversorgung. Damit können die Anforderungen von Ökologie, Ökonomie und Hygiene bei der Heizung und/oder Warmwasserbereitung zentral versorgter Wohnungseinheiten in Einklang gebracht werden und es wird ein einfaches zentrales Warmwasser- und/oder Wärmeversorgungssystem bereitgestellt, das eine Wärmeversorgung und eine hygienische Warmwasserbereitung mit einem geringen Verbrauch an Energieträgern möglichst niedriger Exergie einfach und zuverlässig und mit minimalem Wartungsaufwand gewährleistet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur zentralen Warmwasserversorgung gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 9 sowie 21 und 22.
Es ist bekannt, in zentralen Warmwasserbereitungssystemen für die Warmhaltung von Warmwasserleitungen diese mit einer Zirkulationsleitung zu koppeln, die nahe beim letzten Abnehmer an die Warmwasserleitung angebunden ist und in der das abgekühlte Warmwasser zurück zum Warmwasserbereiter oder -Speicher zirkuliert wird, um es dort erneut zu erwärmen und wiederum im Kreis zu zirkulieren. Parallele Zirkulationsstränge zum Beispiel in verschiedenen Aufgängen eines Hauses werden mit automatischen meist thermostatischen Regelventilen abgeglichen, was den Energieaufwand für die Zirkulation reduziert. Für die Warmwasserzirkulation dieser Form ist jedoch annähernd so viel Energie erforderlich, wie für die Warmwasserbereitung selbst. Um insbesondere diese Wärmeverluste zu minimieren, ist es ferner bekannt, die Zirkulationsleitung koaxial in der Warmwasserleitung zu verlegen. Die Wärmever luste reduzieren sich so etwa um 50%. Durch den guten Wärmeübergang der koaxialen Rohre nähern sich jedoch Zirkulationstemperatur und Warmwassertemperatur nach wenigen Metern an, was zu gewissen Temperaturschwankungen an der Verbrauchsstelle führen kann. Um diesen Effekt zu minimieren, ist es ferner bekannt, Zirkulationsleitung und Warmwasserleitung unter einer gemeinsamen Wärmedämmung, jedoch mit einem gewissen Abstand voneinander zu verlegen. Auch dies reduziert die Wärmeverluste etwa um 50%. Allen Verfahren der Warmwasserzirkulation gemein ist die Zirkulation des warmen Wassers selbst. Dieses ist jedoch ein Lebensmittel und sollte auf kürzestem Wege zum Verbraucher gelangen. In dem Zirkulationsstrang befindliches Wasser erhöht das Wasservolumen und bietet Raum für die Ansiedlung von Biofilmen mit Amöben und Legionellen, die schädlich für die Gesundheit des Menschen sein können, sofern sie zum Beispiel beim Duschen in die Lunge gelangen. Deshalb wird besonders in sensiblen Einrichtungen wie Krankenhäusern, Altenheimen, Hotels etc. das warme Wasser speziell aus der Zirkulation für mindestens 5 Minuten einer thermischen Desinfektion bei mindestens 70°C unterzogen. Der damit verbundene technische und energetische Aufwand ist immens, die regelmäßig erforderlichen Wartungsarbeiten an verkalkten Pumpen, Wärmeübertragern und Speichern sind sehr aufwendig. Allen mit einer Warmwasserzirkulation versehenen Systemen eigen ist eine hohe Rücklauftemperatur, die stets über der Temperatur des zirkulierten Warmwassers von zum Beispiel 55°C liegt, und die zu wesentlichen negativen Folgen insbesondere bei den Versorgern führt.
Aus diesem Grund ist es ebenfalls bekannt, die Warmwasserleitung elektrisch mit einem selbst regelnden Heizband zu temperieren und das warme Wasser selbst nicht zu zirkulieren. Dies minimiert zwar das Wasservolumen und auch die Wärmeverluste auf ca. 50%, der Pumpaufwand für die Zirkulation entfällt völlig und die Rücklauftemperaturen werden nicht negativ beeinflusst, dafür wird jedoch für die Warmhaltung wertvolle elektrische Energie, also hochwertige Exergie benötigt, was die Vorteile dieser Lösung wieder aufwiegt und neben dem hohen Preis dieses Systems zu seiner geringen Verbreitung beigetragen hat.
Ebenfalls bekannt ist, das warme Wasser in der unmittelbaren Nähe des Verbrauchsortes in so genannten dezentralen Wohnungsstationen zu bereiten. Hier wird das Wasser über einen individuellen Wärmeübertrager im Durchfluss indirekt durch Heizungswasser erwärmt. Damit ist es nicht erforderlich, das warme Wasser zentral zu bereiten und bis zum Verbrauchsort warm zu halten. Vielmehr muss das Heizungswasser an der Wohnungsstation jederzeit für die Warmwasserbereitung warm zur Verfügung stehen. Dafür werden an geeigneter Stelle thermostatische Ventile in einen Kurzschluss zwischen Heizungsvorlauf und -Rücklaufleitung eingebunden, die bei Unterschreitung einer kritischen Temperatur von zum Beispiel ≥ 43°C öffnen und abgekühltes Heizungsvorlaufwasser zum Erzeuger zurückfließen lassen. Ein Vorteil des dezentralen Systems ist der Entfall der Warmwasserleitung und der Zirkulationsleitung, also die Reduzierung von einem Fünfleiter- auf ein Dreileitersystem. Allerdings reduzieren sich die Wärmeverluste nicht ebenso, weil das ganze Jahr über im Heizungsvorlauf zum Beispiel 65°C vorgehalten werden müssen, während normalerweise in der zentralen Heizung eine der Außentemperatur angepasste Vorlauftemperatur einstellt wird, diese also im Sommer gänzlich außer Betrieb geht, was die Wärmeverluste der Heizungsleitungen bei zentralen Systemen reduziert. Die dezentralen Systeme sind gekennzeichnet durch vergleichsweise hohe Investitionskosten für das Vorhalten einer komplexen Technik an jedem Verbrauchsort zur Erreichung einer mehr oder weniger konstanten Warmwassertemperatur, einen daraus resultierenden hohen Wartungsaufwand, wofür jeweils ein Zugang zu jeder der Wohnungsstationen gegeben sein muss. Ferner muss ein hoher Anschlusswert an jeder Wohneinheit bereitgestellt und meist auch dem Versorgungsunternehmen vergütet werden, der sich an der thermischen Leistung der Warmwasserbereitung orientiert, also bei ca. 34 kW für eine Standardbadewanne mit 140 Litern Inhalt liegen muss, um diese in 10 Minuten mit 45°C warmem Wasser füllen zu können, während der Heizwärmebedarf zum Beispiel nur 5 kW je Wohneinheit beträgt. Die Folge sind größere Rohrquerschnitte und Umwälzpumpen mit der entsprechenden Regelung sowie ggf. auch zusätzliche Speicherbehälter an zentraler Stelle, um im Bedarfsfalle das Heizungswasser für die Warmwasserbereitung jedem Verbraucher zur Verfügung stellen zu können. Weiterhin ist es üblich, in Fernwärmenetzen Drücke und Temperaturen bis zum Beispiel 25 bar und 150°C vorzuhal ten. Parameter dieser Höhe werden jedoch schon aus Sicherheitsgründen nicht bis zur verbrauchernahen Wohnungsstation zugelassen. In der Folge ist eine zusätzliche Hausübergabestation erforderlich, in der die für die Wohnungsstationen erforderlichen Parameter eingestellt werden, also zum Beispiel 3 bar und 65°C. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung des technischen und finanziellen Aufwandes. Die Einbindung alternativer Energieformen mit niedrigeren Parametern („Low-Ex”), also zum Beispiel solarer oder geothermischer Energie mit und ohne zusätzliche Wärmepumpen mit Vorlauftemperaturen von möglichst unter 40°C wird hierdurch praktisch ausgeschlossen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anforderungen von Ökologie, Ökonomie und Hygiene für die Warmwasserbereitung zentral versorgter Wohnungseinheiten in Einklang zu bringen und ein einfaches zentrales Warmwasserversorgungssystem zu entwickeln, welches eine hygienische Warmwasserbereitung mit einem geringen Verbrauch an Energieträgern möglichst niedriger Exergie einfach und zuverlässig und mit minimalem Wartungsaufwand gewährleistet und insbesondere im Verbund mit einer zentralen Heizversorgung besondere Synergieeffekte nutzbar macht.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren und einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 9 sowie mit einem Verfahren und einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 21 und 22. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden entsprechend Anspruch 1 und 9 Synergieeffekte zwischen Heizversorgung und Warmwasserversorgung dadurch nutzbar gemacht, dass Brauchwasser aus der Heizversorgung abgezweigt wird und zur Erwärmung des sich beim Transport zum Wasserverbraucher durch Nichtnutzung abkühlenden Warmwassers dient. Alternativ oder zusätzlich kann gemäß Anspruch 21 und 22 auch eine Warmhaltung des Warmwassers zwischen dem Übergabepunkt des Warmwassers, an dem eine Zirkulationsleitung abzweigt und dem Warmwasserverbraucher dadurch erfolgen, dass die Zirkulationsleitung zur zumindest bereichsweisen Warmhaltung des Warmwassers in diesem Bereich dient. Hierdurch erfolgt eine besonders effiziente Energienutzung auch bei vorhandenen Konzepten mit der bekannten Anwendung einer Zirkulationsleitung.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung von „Wärmekopplung” die Rede ist, ist stets die Ermöglichung eines Wärmeübergangs zwischen zwei Medien ohne deren Durchmischung gemeint.
Vorteilhaft erfolgen die Heizversorgung und die Warmwasserbereitung mit Hilfe einer zentralen Wärmeversorgung, insbesondere einer Nah- oder Fernwärmevorsorgung, weil dann keine eigenständigen Wärmeversorgungen bereitgestellt werden müssen und so weitere Synergieeffekte genutzt werden können.
Auch wenn die vorliegende Erfindung auch für Einfamilienhäuser, also eine einzige Wohneinheit vorteilhaft genutzt werden kann, so ist es doch bevorzugt, wenn das Warmwasser zentral für mehrere Wohnungseinheiten erzeugt wird und der Übergabepunkt der Übergabepunkt für eine Wohnungseinheit ist. Dabei können die mehreren Wohnungseinheiten sowohl innerhalb eines einzelnen Hauses angeordnet sein, als auch in mehreren Häusern mit jeweils einer Wohnungseinheit, sowie auch in mehreren Häusern mit jeweils mehreren Wohnungseinheiten.
Ebenso wie bei der Zirkulationsleitung ist es auch für die Brauchwasserleitung vorteilhaft, wenn das Brauchwasser vom Übergabepunkt bis zum Warmwasserverbrauchsort zumindest bereichsweise wärmegekoppelt mit dem Warmwasser geführt wird, weil dadurch die Energieeffizienz weiter steigt.
Das Brauchwasser kann dem Heizungsrücklauf zugeführt werden, es ist jedoch bevorzugt, wenn es dem Heizungsvorlauf zugeführt wird. So kann das Brauchwasser im Winter in der Heizung weiter ausgekühlt werden. Im Sommer ist es dann möglich, dass das Brauchwasser auch bei abgeschalteter Heizpumpe entgegen der Heizungsvor laufrichtung strömt und so zumindest einem weiteren Verbraucher, beispielsweise einer anderen Wohnungseinheit zugeführt wird, um dort weiter ausgekühlt zu werden.
Bevorzugt wird das Brauchwasser zur Heizung mindestens einem Handtuchtrockner und/oder einer Fußbodenheizung und/oder dgl. zugeführt. Dann wird es tiefer ausgekühlt, was die Energieeffizienz ebenfalls erhöht.
Zweckmäßig besitzt das zentral dem Heizkreislauf entnommene Brauchwasser eine Temperatur von mindestens der zentral erzeugten Warmwassertemperatur, wobei die Warmwassertemperatur mindestens 38°C, bevorzugt ≥ 43°C, vorzugsweise ≥ 55°C, insbesondere ≤ oder ≥ 60°C, und bevorzugt zu Desinfektionszwecken ≥ 70°C ist.
Die Wärmekopplung des Brauchwassers mit dem Warmwasser bzw. des Zirkulationswassers mit dem Warmwasser erfolgt in bevorzugter Weise dadurch, dass die Brauchwasserleitung bzw. Zirkulationsleitung koaxial in der Warmwasserleitung geführt ist, wobei die Warmwasserleitung bevorzugt wärmegedämmt ist, oder dass die Warmwasserleitung und die Brauchwasserleitung bzw. Zirkulationsleitung benachbart, insbesondere zumindest teilweise aneinander anliegend geführt sind, wobei Warmwasserleitung und Brauchwasserleitung bzw. Zirkulationsleitung bevorzugt in einer gemeinsamen Wärmedämmung geführt sind.
Zweckmäßig ist zwischen Übergabepunkt und Einmündung der Brauchwasserleitung in den Heizkreislauf eine Durchflussregelung zur Einstellung der Brauchwassertemperatur vorgesehen, die insbesondere temperaturabhängig und/oder tageszeitabhängig gesteuert werden kann. Dadurch wird ermöglicht, dass der Brauchwasserfluss regelmäßig verringert bzw. unterbrochen werden kann, wenn entweder durch einen aktuellen Verbrauch an Warmwasser keine zusätzliche Erwärmung über die Brauchwasserleitung erforderlich ist oder tageszeitlich bedingt kein Warmwasser benötigt wird. Das gleiche Prinzip kann natürlich auch für die Zirkulationsleitung verwendet werden.
Bevorzugt ist zur Einstellung der Brauchwassertemperatur nach dem Entnahmepunkt des Brauchwassers aus dem Heizkreislauf ein Mischpunkt für die Zumischung von Heizungswasser aus dem Heizungsrücklauf vorgesehen. Auf diese Weise kann die Brauchwassertemperatur unabhängig von der Heizungsvorlauftemperatur eingestellt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn nach dem Übergabepunkt ein Mischpunkt für die Zumischung von Kaltwasser zum Warmwasser zur Einstellung der Warmwassertemperatur auf mindestens 38°C, bevorzugt ≥ 43°C, insbesondere ≤ 55°C vorgesehen ist.
Zur Abrechnung ist zweckmäßig in der Warmwasserleitung nach dem Übergabepunkt ein Zähler, insbesondere ein Wärmemengenzähler vorgesehen. Zusätzlich oder alternativ kann im Heizkreislauf ein Zähler, insbesondere ein an Heizungsvorlauf und Heizungsrücklauf gekoppelter Wärmemengenzähler, der einer Wohnungseinheit zugeordnet ist, vorgesehen sein und/oder in der Zirkulationsleitung zwischen Übergabepunkt und Einmündung der Brauchwasserleitung in den Heizkreislauf ein Zähler, insbesondere ein Wärmemengenzähler vorgesehen sein. Entsprechende Zähler können auch in Bezug auf die Zirkulationsleitung vorgesehen sein.
Weitere Synergieeffekte zwischen Heizversorgung und Warmwasserversorgung können genutzt werden, wenn der Heizversorger mindestens einen ersten Wärmeübertrager aufweist, in dem Brauchwasser als Sekundärmedium geführt ist, und der Warmwasserbereiter mindestens einen zweiten Wärmeübertrager aufweist, in dem Trinkwasser als Sekundärmedium geführt ist, wobei das Primärmedium des ersten Wärmeübertragers anschließend dem Primärmedium des zweiten Wärmeübertragers zuführbar ist. Dann wird das Primärmedium zusätzlich bei der Warmwasserbereitung weiter abgekühlt, was energetisch vorteilhaft ist.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang mit der Zeichnung verdeutlicht. Dabei zeigen:
1 eine Hausanschlussstation nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
2 eine Wohnungseinheiten-Übergabestation nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
3 eine Hausanschlussstation nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
4 eine Wohnungseinheiten-Übergabestation nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
5 eine Wohnungseinheiten-Übergabestation nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
6 eine Wohnungseinheiten-Übergabestation nach einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In allen Figuren werden dieselben oder gleiche Bezugszeichen für dieselben oder gleiche Elemente verwendet. Die durch Abkürzungen bezeichneten Pfeile von Hausanschlussstationen und Wohnungseinheiten-Übergabestationen sind jeweils miteinander verbunden und die entsprechenden Medien fließen in Pfeilrichtung. Gestrichelt eingezeichnete Linien kennzeichnen Steuerungskontakte.
In 1 und 2 sind die Hausanschlussstation (HAST) 1 und die Wohnungseinheiten-Übergabestation (WÜST) 2 gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung rein schematisch dargestellt. Die HAST 1 ist an ein Fernwärmenetz über einen Fernwärmeanschluss 3 angeschlossen, das einen Primärvorlauf PRVL und -rücklauf PRRL aufweist, die beide durch Ventile 4, 5 absperrbar sind. Zusätzlich ist ein Kaltwasseranschluss KW vorgesehen, der ebenfalls durch ein Ventil 6 zentral absperrbar ist. Der Fernwärmeanschluss 3 ist mit einem Heizversorger 7 und einem Warmwasserbereiter 8 verbunden, wobei der Heizversorger 7 einen ersten Wärmeübertrager 9 umfasst und der Warmwasserbereiter 8 zwei in Reihe geschaltete dritte 10 und zweite Wärmeübertrager 11, die jeweils zur Sicherheit insbesondere als Doppelwandwärmeübertrager und/oder mit Leckageüberwachungseinrichtung ausgebildet sein können.
Primärseitig ist der erste Wärmeübertrager 9 mit dem Primärvorlauf PRVL über ein Sperrventil 12 und über ein Dreiwegeventil 13 verbunden. Weiterhin ist in Reihe ein Temperatur gesteuertes Regelventil 14 vorgesehen. Der dritte Wärmeübertrager 10 ist primärseitig über das Dreiwegeventil 13 mit dem Primärvorlauf PRVL verbunden. Der Primärausgang 15 des dritten Wärmeübertragers 10 ist in Reihe mit dem Primäreingang 16 des zweiten Wärmeübertragers 11 verbunden, wobei mit dem Primäreingang 16 des zweiten Wärmeübertragers 11 auch der Primärausgang 17 des ersten Wärmeübertragers 9 verbunden ist. Der Primärausgang 18 des zweiten Wärmeübertragers 11 ist mit dem Primärrücklauf PRRL verbunden. Zur Abrechnung der verwendeten Fernwärme ist ein Zähler 19 nach dem Primärausgang 18 vorgesehen, der im Zusammenspiel mit Temperaturfühlern 20, 21 im Primärvorlauf PRVL und -rücklauf PRRL als Wärmemengenzähler ausgelegt ist.
Zur Warmwasserversorgung wird das Kaltwasser KW, das über den Zähler 22 abrechenbar ist, im Gegenstrom sekundärseitig zuerst dem zweiten 11 und dann dem dritten Wärmeübertrager 10 zugeführt. Dabei wird über den zweiten Wärmeübertrager 11 auch das im Heizversorger 7 abgekühlte Fernwärmemedium des Primärvorlaufs PRVL zur Vorwärmung verwendet, wodurch das in den Primärrücklauf PRRL zurückgeführte Fernwärmemedium tiefer ausgekühlt und dadurch eine bessere Energieausbeute erzielt wird. Die zentral im Warmwasserbereiter 8 bereitgestellte Warmwassertemperatur am Sekundärausgang 23 des dritten Wärmeübertragers 10 wird durch eine temperaturgesteuerte Regelung 24 des Dreiwegeventils 13 bevorzugt auf 60°C eingestellt. Optional kann auch eine Ist-Anzeige der Warmwassertemperatur über den Temperaturfühler 25 erfolgen. Das bereitete Warmwasser WW wird anschließend einzelnen Wohnungseinheiten zur Verfügung gestellt, wobei an geeigneter Stelle (nicht gezeigt) eine oder mehrere Wasserpumpen zur Druckerhöhung vorgesehen sein können.
Der Heizversorger 7 ist mit dem Heizkreislauf, mindestens bestehend aus dem Heizungsvorlauf HZVL und -rücklauf HZRL, verbunden, wobei der Heizungsrücklauf HZRL mit dem Sekundäreingang 26 des ersten Wärmeübertragers 9 verbunden ist. Im ersten Wärmeübertrager 9 wird durch eine temperaturgesteuerte Regelung 27 des Re gelventils 14 eine Temperatur von bevorzugt größer gleich 60°C am Sekundärausgang 28 eingestellt, die optional mittels eines Temperaturfühlers 29 als Ist-Wert angezeigt werden kann. Ein Teil dieses hochtemperierten Brauchwassers wird dem Heizungsvorlauf HZVL über das Einspritzventil 30 zugeführt, wobei die Einspritzmenge in Abhängigkeit von der Außentemperatur und der im Heizungsvorlauf HZVL über den Temperaturfühler 31 ermittelten Temperatur mittels beispielsweise eines Antriebs 32 steuerbar ist. Der Heizungskreislauf HZVL, HZRL wird über eine abschaltbare Pumpe 33 betrieben, wobei über einen Bypass 34 eine große Brauchwassermenge geführt wird, die mittels eines Ventils 35 einregelbar ist, und nur zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Heizungsvorlauftemperatur eine kleinere Menge aus dem Heizungsversorger 7 zugeführt wird. Auf diese Weise kann eine symmetrische Wärmeübertragerkonstruktion genutzt werden.
Optional können an den Heizkreislauf weitere alternative Wärmequellen, beispielsweise aus Solar-, Erdwärme-, oder Abwärmenutzung mit oder ohne zusätzlicher Wärmepumpe, angeschlossen werden, wobei hierfür ein oder mehrere alternative Vorläufe aVL und Rückläufe aRL vorgesehen sind. Die eingespeiste Temperatur kann dabei größer, gleich oder kleiner der im Heizungsvorlauf eingestellten Temperatur f(t_a) sein. Im Heizkreislauf HZVL, HZRL, aVL, aRL sind weiterhin zur zentralen Absperrung entsprechende Ventile vorgesehen und es können optional zur Ist-Wertanzeige zusätzlich Temperaturfühler 36, 37, 38 verwendet werden.
Dem ersten Wärmeübertrager 9 wird sekundärseitig hochtemperiertes Brauchwasser über eine Pumpe 39 entnommen, dem über ein Dreiwegeventil 40 über eine Temperatur gesteuerte Regelung 41 Brauchwasser aus dem Heizungsrücklauf HZRL so beigemischt wird, dass die zentral erzeugte Temperatur des Brauchwassers Br größer gleich der zentral erzeugten Warmwassertemperatur ist, nämlich bevorzugt mindestens 60°C. Es kann auch eine höhere Temperatur eingestellt werden, um etwaige Temperaturverluste beim Transport des Warmwassers WW zum Verbraucher auszugleichen. Die Temperatur des zentral erzeugten Brauchwassers Br kann optional über einen Temperaturfühler 42 als Ist-Wert angezeigt werden. Ein Rücksperrventil 43 verhindert den Rückfluß von Brauchwasser aus dem Heizungsrücklauf HZRL in den Heizungsvorlauf HZVL.
Durch das Sperrventil 12 und das Dreiwegeventil 13, die beide primärseitig mit dem ersten Wärmeübertrager 9 verbunden sind, wobei das Dreiwegeventil 13 auch primärseitig mit dem Warmwasserbereiter 8 verbunden ist, wird eine Warmwasservorrangschaltung bereitgestellt. Dazu wird das Sperrventil 12 geschlossen und das Dreiwegeventil 13 so eingestellt, dass immer dann, wenn die zentral erzeugte Temperatur des Warmwassers WW nicht die gewünschte Temperatur (im vorliegenden Beispiel 60°C) erreicht, der erste Wärmeübertrager 9 über das Dreiwegeventil 13 primärseitig gedrosselt oder abgesperrt wird und dann das Fernwärmemedium aus dem Primärvorlauf PRVL bevorzugt dem Warmwasserbereiter 8 zugeführt wird. Wenn die bestimmte Warmwassertemperatur erreicht ist, wird der Warmwasserbereiter 8 primärseitig in Bezug auf den Primärvorlauf PRVL über das Dreiwegeventil 13 gedrosselt oder abgesperrt und statt dessen dem ersten Wärmeübertrager 9 primärseitig wieder Fernwärmemedium zur Verfügung gestellt. Diese kurzen Drosselungen bzw. Abschaltungen des Heizversorgers 7 sind allerdings innerhalb von Zeiträumen bis ca. 20 Minuten unkritisch für die Raumtemperatur und erhöhen die effiziente Nutzung der Fernwärme.
Von der HAST 1 werden das zentral bereitgestellte Warmwasser WW und das zentral bereitgestellte Brauchwasser Br wärmegekoppelt bis zum Übergabepunkt 44 an eine Wohnungseinheit (nicht gezeigt) geführt, wo sie von einer WÜST 2 übernommen werden.
Neben Warmwasser WW und Brauchwasser Br werden der WÜST 2 noch Kaltwasser KW, der Heizungsvorlauf HZVL und der Heizungsrücklauf HZRL zugeführt. Alle Anschlüsse sind mittels Ventilen 45, 46, 47, 47', 48, 49 absperrbar. Das Kaltwasser KW wird zu mit Sperrventilen 50, 51, 52, 53 versehenen Kaltwasserverbrauchern 54, 55, 56, 57 geführt. Das Warmwasser WW wird Warmwasserverbrauchsorten 58, 59, 60 zugeführt, die ebenfalls mit Sperrventilen 61, 62, 63 absperrbar sind. Über ein Dreiwegeventil 64 kann dem Warmwasser WW Kaltwasser KW zugemischt werden, wobei zur Verhinderung des Zuflusses von Warmwasser in das Kaltwasser KW ein Rücksperrventil 65 vorgesehen ist. Das Dreiwegeventil 64 regelt über die Temperatursteuerung 66 die Temperatur des Warmwassers WW auf einen voreingestellt Wert, nämlich mindestens 38°C, bevorzugt auf ≥ 43°C, insbesondere im Bereich zwischen ≥ 43°C und ≤ 55°C und ist beispielsweise als Dehnventil ausgelegt. Die Ist-Temperatur des Warmwassers an den Verbrauchsorten 58, 59, 60 ist optional über den Temperaturfühler 67 anzeigbar. Die verwendeten Kaltwasser- und Warmwassermengen sind über optionale Zähler 68, 69 auslesbar, wobei der Warmwasserzähler 69 als Wärmemengenzähler ausgelegt ist.
Nach dem Übergabepunkt 44 wird die Brauchwasserleitung 70 mit der Warmwasserleitung 71 zumindest bereichsweise wärmegekoppelt bis zu den Warmwasserverbrauchsorten 58, 59, 60 geführt. Dadurch werden etwaige Wärmeverluste weiter ausgeglichen. Mit Hilfe eines Ventils 72 erfolgt eine Durchflusssteuerung der Brauchwassermenge, wobei die Durchflusssteuerung mittels einer Temperatursteuerung 73 und/oder mittels einer (Tages)-Zeit abhängigen Steuerung 74 geregelt wird. Das Brauchwasser Br wird durch einen optionalen Wärmemengenzähler 75 geleitet und anschließend dem Heizungsvorlauf HZVL zugeführt. Optional kann zur Anzeige der Ist-Temperatur des Brauchwassers Br ein Temperaturfühler 76 vorgesehen sein.
Die Wärmemengenzähler 69 und 75 in der Warmwasserleitung 71 und der Brauchwasserleitung 70 können zusammen vorgesehen sein, müssen es aber nicht, da beispielsweise die Wärmemenge, die der Wärmemengenzähler 75 der Brauchwasserleitung 70 als Abkühlung von 60°C auf z. B. 43°C misst, zumindest teilweise der Warmwasserleitung 71 zugeflossen ist, die auch mit dem Wärmemengenzähler 69 der Warmwasserleitung 71 gemessen wird.
Der Heizkreislauf ist geschlossen ausgebildet, indem der Heizungsvorlauf HZVL mit den Eingängen 77 von Verbrauchern (nicht gezeigt) und die Ausgänge 78 dieser Verbraucher (beispielsweise Handtuchtrockner, Fußbodenheizung, Heizkörper etc.) wiederum mit dem Heizungsrücklauf HZRL verbunden sind. Die Eingänge 77 und Ausgänge 78 sind jeweils durch Ventile 79, 80 absperrbar. Der Heizverbrauch ist über einen im Heizungsrücklauf HZRL installierten Zähler 81 ermittelbar, der als Wärmemengenzähler mittels Temperaturfühlern 82, 83 im Heizungsvor- HZVL und -rücklauf HZRL ausgelegt ist.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass an zentraler Stelle in einer kompakten Hausübergabestation 1 warmes Wasser WW im Durchflussprinzip bereitet und über ein Rohrsystem 71 zu jedem einzelnen Verbraucher 58, 59, 60 geleitet wird, wobei die Warmhaltung der Warmwasserleitung 71 mit einem unmittelbar an dieser befestigten Rohrsatelliten 70 unter einer gemeinsamen Wärmedämmung erfolgt, der seinerseits mit Brauchwasser Br konstanter Temperatur von zum Beispiel 60°C aus dem Heizversorger beaufschlagt wird. An den Mündungen der Rohrsatelliten in der Nähe der Verbrauchsstelle 58, 59, 60 werden dann dezentrale Regelventile 72 installiert, die die Strömung des Brauchwassers Br erst bei ausreichender Abkühlung zulassen. Das austretende immer noch zum Beispiel 43 bis 55°C warme Brauchwasser Br wird jedoch vorzugsweise nicht in den Heizungsrücklauf HZRL, sondern vielmehr in den Heizungsvorlauf HZVL eingeleitet und kann so im Winter in der Heizung und im Sommer zum Beispiel in einem Handtuchtrockner oder einer Fußbodenheizung im Bad weiter ausgekühlt werden, während die eigentliche Heizung außer Betrieb ist. Ist dies in der jeweiligen Wohneinheit nicht willkommen, strömt das Brauchwasser Br außerhalb der Heizperiode in der Heizungsvorlaufleitung entgegen der normalen Strömungsrichtung zu einem anderen Verbraucher oder seltener auch bis zum Erzeuger 7 zurück. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn im Sommer die Heizungsumwälzpumpe 33 außer Betrieb ist.
Gegenüber herkömmlichen zentralen Warmwasserbereitungssystemen mit Zirkulationsleitung können die Wärmeverluste um über 50% reduziert werden, es ist im Gegensatz zur üblichen Zirkulationspumpe nur eine halb so große preiswertere Brauchwasserpumpe 39 erforderlich. Bei jeder Warmwasserzapfung kommt es zu einem Stillstand des Brauchwasserflusses in der Brauchwasserleitung 70. Es kommt durch die mehrstufige Auskühlung des Brauchwassers Br nicht zu einer Anhebung der Rücklauf temperatur. Bei dieser zweistufigen Ausführung der zentralen Warmwasserbereitung 8 mit Auskühlung des Primärrücklaufes aus der Heizversorgung 7 ist eine noch weitere Auskühlung des primarseitigen Rücklaufes PRRL ermöglicht. Für die erfindungsgemäße Brauchwasserbereitung ist es ausreichend, aus der zentralen Nah- oder Fernwärmeversorgung Vorlauftemperaturen von maximal 65°C bereitzustellen. Diese genügen auch ganzjährig, wenn es sich in den Wohnungseinheiten um Niedertemperaturheizsysteme handeln sollte. In einem solchen Fall wäre es außerdem vorteilhaft, für die Heizung zentral alternative Wärmequellen niedriger Exergie über die Anschlüsse aVL, aRL einzubinden. Die Warmwasserbereitung zentral im Durchfluss bei Bedarf und der Entfall seiner Zirkulation erhöhen die Hygiene wesentlich. Die Anschlussleistung jeder Wohnung verringert sich auf die der Heizung. Der technische Aufwand ist durch den Entfall der Wohnungsstationen wesentlich geringer. Die zentralen Hausanschlussstationen 1 verringern den Wartungsaufwand gegenüber dezentralen Lösungen auf ein Minimum. Die Wartung kann unabhängig von der Anwesenheit der Bewohner erfolgen. Die Zirkulation von aufbereitetem Heizungswasser als Brauchwasser Br verringert den Wartungsaufwand gegenüber herkömmlichen Systemen mit der Zirkulation von unaufbereitetem Frischwasser weiter. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, den Aufwand für die Brauchwasserzirkulation mit an den Endpunkten der Satellitenleitungen 70 eingebundenen Wasser- bzw. Wärmezählern 75 individuell zu messen und abzurechnen. Über zusätzliche Zeitsteuerungen 74 kann die Brauchwasserzirkulation in Nutzungspausen durch den Verbraucher auch individuell abgeschaltet und sein Energieverbrauch so reduzierend beeinflusst werden.
Die Weiterführung des Rohrsatelliten 70 auch in der Wohneinheit über den Übergabepunkt 44 hinaus parallel mit der Warmwasserleitung 71 bis zum Warmwasserverbrauchsort 58, 59, 60 stellt eine weitere vorteilhafte Option dar. Sie ist dadurch möglich, weil gegenüber herkömmlichen Systemen Brauchwasser Br, nämlich Heizungswasser, und nicht Trinkwasser zirkuliert wird, dessen Verbrauch und Temperatur gesondert gemessen werden können. Es steigert den Warmwasserkomfort und die Hygiene weiter und reduziert den Wasserverbrauch.
Durch die wärmegekoppelte Führung von Warmwasserleitung 71 und Brauchwasserleitung 70 ist nicht nur eine Warmhaltung des Warmwassers WW über das Brauchwasser Br möglich, sondern bei Stillstand der Brauchwasserzirkulation im Fall, dass ein Warmwasserverbrauch erfolgt, kann eine Erwärmung des Brauchwassers Br durch das Warmwasser WW erfolgen, so dass es in der Warmwasserversorgung nicht zu Verzögerungen kommt.
In den 3 bis 6 sind nun vorteilhafte Abwandlungen und Ausgestaltungen zu dieser ersten Ausführungsform der Erfindung nach 1 und 2 dargestellt, wobei nur für neue Elemente neue Bezugszeichen verwendet werden.
So zeigt 3 eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Hausanschlussstation als HAST 1' nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der einzige Unterschied zwischen dieser HAST 1' und der HAST 1 aus 1 besteht darin, dass der Warmwasserbereiter 8' im Gegensatz zum Warmwasserbereiter 8 aus 1 einen einzigen zweiten Wärmeübertrager 10' aufweist, der als Wärmeübertrager 10' zwischen mindestens drei Wärmeträgermedien gemäß DE 100 075 74 A1 ausgelegt ist, wobei auf dieses Dokument bezüglich der Ausgestaltung des Wärmeübertragers 10' und seiner Funktionsweise vollumfänglich verwiesen wird.
Primärseitig ist der Wärmeübertrager 10' gleichzeitig mit dem Primärvorlauf PRVL des Fernwärmeanschlusses 3 und dem primarseitigen Ausgang 17 des Heizversorgers 7 verbunden. Dadurch lassen sich insbesondere Kosten und Platzbedarf für den Warmwasserbereiter 8' reduzieren, da nur ein modifizierter serienmäßiger Wärmeübertrager 10' benötigt wird, statt zwei Wärmeübertrager 10, 11 gemäß 1.
In 4 ist eine WÜST 2' gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung abgebildet, die im Wesentlichen der WÜST 2 aus 2 entspricht. Allerdings sind in den Heizkreislauf der Wohnungseinheit alternative Wärmequellen (beispielsweise Solarenergie, Erdwärme etc.) dadurch integriert, dass ein oder mehrere alternative Vor- aVL' und Rückläufe aRL' an den Heizungsvor- HZVL bzw. -rücklauf HZRL angeschlossen sind. Diese dezentrale Einspeisung ist durch entsprechende Sperrventile 84, 85 absperrbar. Bei einer dezentralen Einspeisung von Wärme läuft der Wärmemengenzähler 81 im Heizungsrücklauf HZRL gegebenenfalls entgegengesetzt und erlaubt so die Messung und Abrechnung der dezentralen Einspeisung aVL', aRL'. Alternativ könnte die dezentrale Einspeisung auch in die Brauchwasserleitung 70 mit vorzugsweise ≤ 60°C erfolgen (nicht dargestellt) mit ähnlichen positiven Effekten. Es wird so beispielsweise möglich, dezentral vorhandene Dach- oder Fassadenflächen zur Gewinnung von Solarwärme zu nutzen und, sofern in der jeweiligen Wohneinheit nicht sämtliche Wärme sofort verbraucht werden kann, diese ohne zusätzliche Speicher über die vorhandenen Heizleitungen anderen Verbrauchern mit größerem Verbrauch mit unzureichender oder ohne dezentrale Einspeisung unmittelbar zur Verfügung zu stellen. Ebenfalls kann, sofern kein unmittelbarer Verbrauch bestehen sollte, die dezentral gewonnene Wärme einem zentralen Wärmespeicher zugeführt und für eine zeitversetzte spätere Nutzung eingelagert werden.
In 5 ist eine WÜST 2'' gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung abgebildet, die im Wesentlichen der WÜST 2 aus 2 entspricht. Allerdings wurde in diesem Fall auf einen gesonderten Heizungsvorlauf HZVL verzichtet, sondern die Brauchwasserleitung 70 bildet den eigentlichen Heizungsvorlauf. Dazu ist die Brauchwasserleitung 70 nach der optionalen bereichsweise wärmegekoppelten Führung mit der Warmwasserleitung 71 bis zu den Verbrauchsorten 58, 59, 60 mit den Eingängen 77 von Heizverbrauchern verbunden. Parallel dazu ist die Brauchwasserleitung 70 auch mit dem Heizungsrücklauf HZRL verbunden, wobei in diesem Verbindungsstück 86 wiederum mit Hilfe eines Ventils 72 eine Durchflusssteuerung der Brauchwassermenge erfolgt, wobei die Durchflusssteuerung mittels einer Temperatursteuerung 73 und/oder mittels einer Tageszeit abhängigen Steuerung 74 geregelt wird. Mit dieser vorteilhaften Ausgestaltung wird das Fünfrohrsystem für HZVL, HZRL, KW, WW, Br auf ein Vierrohrsystem für HZRL, KW, WW, Br reduziert und es kann zusätzlich auf einen Wärmemengenzähler 75 in der Brauchwasserleitung 70 verzichtet werden, weil dafür der Wärmemengenzähler 81 ausreicht, der nunmehr mit Temperaturfühlern 83, 87 im Heizungsrücklauf HZRL und der Brauchwasserleitung 70 gekop pelt ist. Die Brauchwassertemperatur muss dann allerdings ganzjährig der minimal gewünschten Warmwassertemperatur entsprechen, also zum Beispiel mindestens ≥ 43°C betragen, was in den meisten Fällen jedoch unkritisch sein sollte, da viele Heizwärmeverbraucher eine zusätzliche eigene Regelung wie beispielsweise Thermostatventile aufweisen. Sofern dies für die Heizung aber störend ist, bietet sich zusätzlich eine statische oder raumtemperaturabhängige individuelle Temperaturreduzierung durch eine Mischung von Heizungsvorlauf- und Heizungsrücklaufwasser, zum Beispiel mittels Beimischpumpe oder Strahlpumpe an. Wesentlich höhere Heizwasservorlauftemperaturen als 60°C sind zwar ebenfalls möglich, sollten aus Gründen der Vermeidung der Verkalkung der parallel zur Brauchwasserleitung 70 verlegten Warmwasserleitung 71 jedoch in dieser Konstellation möglichst vermieden werden.
In 6 schließlich ist eine WÜST 2''' gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung abgebildet. Die WÜST 2''' weist im Gegensatz zur WÜST 2 aus 2 keine Brauchwasserleitung auf, sondern eine Zirkulationsleitung 88, die von der Warmwasserleitung 71 abzweigt und zur Steuerung die gleichen Elemente Sperrventile 47, 47', Durchflusssteuerung 72, 73, 74, Ist-Wert-Temperaturfühler 76 und Wärmemengenzähler 75 aufweist, wie die Brauchwasserleitung 70. Das in der Zirkulationsleitung 88 geführte Zirkulationswasser Zi ist Trinkwasser und wird nach Auskühlung bevorzugt durch zumindest bereichsweise wärmegekoppelte Führung mit der Warmwasserleitung 71 bis zu den Verbrauchsorten 58, 59, 60 zurück zum Warmwassererzeuger geführt. Die zugehörige HAST (nicht gezeigt) muss in diesem Fall keinen zentralen Brauchwasserbereiter aufweisen, allerdings kann auch eine solche Variante mit im Konzept beinhaltet sein. Damit werden die Vorzüge der erfindungsgemäßen Lösung auch für herkömmliche Fünfleitersysteme nutzbar. So kann der nicht in die Zirkulation einbezogene Wasserinhalt minimiert werden, was den Wasserverbrauch vermindert und die Hygiene und den Komfort der zentralen Warmwasserbereitung wesentlich erhöht bzw. diese erst möglich macht. Die Zirkulation wird individuell temperatur- und optional auch zeitabhängig steuerbar, ihr Wärmeverbrauch kann der jeweiligen Wohnungseinheit zugeordnet und abgerechnet werden.
Die oben angesprochene Wärmekopplung erfolgt z. B. entweder dadurch, dass Brauchwasserleitung 70 bzw. Zirkulationsleitung 88 koaxial in der Warmwasserleitung 71 geführt ist, wobei die Warmwasserleitung 71 bevorzugt wärmegedämmt ist, oder dass die Warmwasserleitung 71 und die Brauchwasserleitung 70 bzw. Zirkulationsleitung 88 benachbart, insbesondere zumindest teilweise aneinander liegend geführt sind, wobei Warmwasserleitung 71 und Brauchwasserleitung 70 bzw. Zirkulationsleitung 88 bevorzugt in einer gemeinsamen Wärmedämmung geführt sind (beide Ausführungsvarianten sind nicht gezeigt).
Die Wärmemengenzähler 19, 69, 75, 81 im Primärrücklauf PRRL, in der Warmwasserleitung 71, in der Brauchwasserleitung 70 und im Heizungsrücklauf HZRL sind einheitlich als Wärmemengenzähler beschrieben. Allerdings sind nur bei den Wärmemengenzählern 19, 81 im Primärrücklauf PRRL und im Heizungsrücklauf HZRL die jeweiligen Temperaturfühler 20, 21, 82, 83 dargestellt, die zur Bestimmung der verbrauchten Wärmemenge die Temperaturdifferenz aus dem jeweiligen Vor- und Rücklauf, nämlich dem Primärvor- PRVL und -rücklauf PRRL bzw. Heizungsvor- HZVL und -rücklauf HZRL, berücksichtigen. Die Wärmemengenzähler 69, 75 in der Warmwasserleitung 71 und in der Brauchwasserleitung 70 weisen jeweils einen Temperaturfühler gegen die Warmwasserleitung 71 bzw. die Brauchwasserleitung 70 auf und messen ggf. gegen die zentral eingestellte „ständig konstant gehaltene” Referenztemperatur von z. B. 60°C oder gegen die mittlere Kaltwassertemperatur von z. B. 10°C. Damit wird nicht nur die verbrauchte Wassermenge, sondern auch die entsprechende Medientemperatur bzw. Wärmemenge gemessen. Nicht mit 60°C verbrauchtes Warmwasser WW muss dann ggf. nicht voll als Warmwasser WW bezahlt werden.
Selbstverständlich können auch zentral in der HAST die insgesamt erforderlich gewordenen Umwälz- und/oder Wärmemengen für die Heizung, und/oder die Warmwasserbereitung WW und/oder die Erwärmung des Brauchwassers Br getrennt mit Zählern, insbesondere mit Wärmemengenzählern (nicht gezeigt) gemessen werden.
Anstelle beziehungsweise zusätzlich zu den dezentralen Tageszeit abhängigen Steuerungen 74 ist es natürlich auch möglich, die zentrale Umwälzpumpe 39 und/oder das Regelventil 40 mit einer solchen Tageszeit abhängigen Steuerung auszurüsten (beide nicht gezeigt).
Aus den vorstehenden Ausführungen ist deutlich geworden, dass mit der vorliegenden Erfindung die Anforderungen von Ökologie, Ökonomie und Hygiene bei der Heizung und/oder Warmwasserbereitung zentral versorgter Wohnungseinheiten in Einklang gebracht werden können und ein einfaches zentrales Warmwasser- und/oder Wärmeversorgungssystem bereit gestellt wird, das eine Wärmeversorgung und eine hygienische Warmwasserbereitung mit einem geringen Verbrauch an Energieträgern möglichst niedriger Exergie einfach und zuverlässig und mit minimalem Wartungsaufwand gewährleistet.

PRVL: Primärvorlauf
PRRL: Primärrücklauf
HZVL: Heizungsvorlauf
HZRL: Heizungsrücklauf
aVL: alternativer Vorlauf (alternativer Wärmeeinspeisung, z. B. niedriger Exergie)
aRL: alternativer Rücklauf (alternativer Wärmeeinspeisung, z. B. niedriger Exergie)
aVL': alternativer Vorlauf (alternativer Wärmeeinspeisung, z. B. niedriger Exergie)
aRL': alternativer Rücklauf (alternativer Wärmeeinspeisung, z. B. niedriger Exergie)
WWV: Warmwasservorrang
f(t_a): Funktion von der Außentemperatur
t: Zeit
KW: Kaltwasser
WW: Warmwasser
Zi: Zirkulation
Br: Brauchwasser
1: HAST (Hausanschlussstation)
1': HAST
2: WÜST (Wohnungseinheiten-Übergabestation)
2': WÜST
2'': WÜST
2''': WÜST
3: Fernwärmeanschluss
4: Sperrventil
5: Sperrventil
6: Sperrventil
7: Heizversorger
8: Warmwasserbereiter
8': Warmwasserbereiter
9: erster Wärmeübertrager
10: zweiter Wärmeübertrager
10': zweiter Wärmeübertrager
11: dritter Wärmeübertrager
12: Sperrventil
13: Dreiwegeventil
14: Temperatur gesteuertes Regelventil
15: primärseitiger Ausgang
16: primärseitiger Eingang
17: primärseitiger Ausgang
18: primärseitiger Ausgang
19: Wärmemengenzähler
20: Temperaturfühler
21: Temperaturfühler
22: Zähler
23: sekundärseitiger Ausgang
24: Temperatur gesteuerte Regelung
25: Temperatur-Ist-Wert
26: sekundärseitiger Eingang
27: Temperatur gesteuerte Regelung
28: sekundärseitiger Ausgang
29: Temperatur-Ist-Wert
30: Einspritzventil
31: Temperaturfühler
32: Antrieb
33: Pumpe
34: Bypass
35: Drosselventil
36: Temperatur-Ist-Wert
37: Temperatur-Ist-Wert
38: Temperatur-Ist-Wert
39: Pumpe
40: Dreiwegeventil
41: Temperatur gesteuerte Regelung
42: Temperatur-Ist-Wert
43: Rücksperrventil
44: Übergabepunkt
45: Sperrventil
46: Sperrventil
47: Sperrventil
47': Sperrventil
48: Sperrventil
49: Sperrventil
50: Sperrventil
51: Sperrventil
52: Sperrventil
53: Sperrventil
54: Kaltwasserverbraucher
55: Kaltwasserverbraucher
56: Kaltwasserverbraucher
57: Kaltwasserverbraucher
58: Warmwasserverbraucher
59: Warmwasserverbraucher
60: Warmwasserverbraucher
61: Sperrventil
62: Sperrventil
63: Sperrventil
64: Dreiwegeventil
65: Rücksperrventil
66: Temperatursteuerung
67: Temperatur-Ist-Wert
68: Zähler
69: Wärmemengenzähler
70: Brauchwasserleitung
71: Warmwasserleitung
72: Regelventil
73: Temperatursteuerung
74: Zeit abhängige Steuerung
75: Wärmemengenzähler
76: Temperatur-Ist-Wert
77: Heizverbrauchereingang
78: Heizverbraucherausgang
79: Sperrventil
80: Sperrventil
81: Wärmemengenzähler
82: Temperaturfühler
83: Temperaturfühler
84: Sperrventil
85: Sperrventil
86: Verbindungsstück
87: Temperaturfühler
88: Zirkulationsleitung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10007574 A1 [0046]

Claims

Verfahren zur Warmwasserbereitung, wobei eine zentrale Heizversorgung (7) besteht und Warmwasser (WW) zentral, insbesondere im Durchfluss bereitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einer Brauchwasserleitung (70) zentral bereitetes warmes Brauchwasser (Br) geführt wird, das Warmwasser (WW) und das warme Brauchwasser (Br) wärmegekoppelt zumindest bis zu einem Übergabepunkt (44) geführt werden und das Brauchwasser (Br) anschließend dem Heizkreislauf (HZVL) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizversorgung (7) und die Warmwasserbereitung (8) mit Hilfe einer zentralen Wärmeversorgung, insbesondere einer Nah- oder Fernwärmevorsorgung (3, PRVL, PRRL) erfolgen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Warmwasser (WW) zentral für mehrere Wohnungseinheiten erzeugt wird und der Übergabepunkt der Übergabepunkt (44) für eine Wohnungseinheit ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brauchwasser (Br) vom Übergabepunkt (44) bis zum Warmwasserverbrauchsort (58, 59, 60) zumindest bereichsweise wärmegekoppelt mit dem Warmwasser (WW) geführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brauchwasser (Br) dem Heizungsvorlauf (HZVL) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Brauchwasser (Br) zur Heizung mindestens einem Handtuchtrockner und/oder einer Fußbodenheizung und/oder dgl. zugeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Brauchwasser (Br) zumindest einem weiteren Verbraucher zugeführt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zentral dem Heizkreislauf entnommene Brauchwasser (Br) eine Temperatur von mindestens der zentral erzeugten Warmwassertemperatur besitzt, wobei die Warmwassertemperatur mindestens 38°C, bevorzugt ≥ 43°C, vorzugsweise ≥ 55°C, insbesondere ≤ oder ≥ 60°C, und bevorzugt zu Desinfektionszwecken ≥ 70°C ist.
Vorrichtung (1, 2) zur Warmwasserbereitung, insbesondere zur Warmwasserbereitung nach dem Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einem zentralen Heizversorger (7) und einem zentralen Warmwasserbereiter (8), der warmes Wasser (WW) in zumindest eine Warmwasserleitung (71) einspeist und insbesondere im Durchflussprinzip arbeitet, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Brauchwasserleitung (70) vorgesehen ist, die warmes Brauchwasser (Br) führt, das zentral dem Heizkreislauf entnommen wird, wobei die Warmwasserleitung (71) mit der Brauchwasserleitung (70) zumindest bis zum Übergabepunkt (44) des Warmwassers (WW) wärmegekoppelt ist und die Brauchwasserleitung (70) vor oder nach dem Übergabepunkt (44) in den Heizkreislauf mündet.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Heizversorger (7) und Warmwassererbereiter (8) mit einem zentralen Wärmeversorger, insbesondere einem Nah- oder Fernwärmeversorger (3, PRVL, PRRL) gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Wohnungseinheiten vorgesehen sind, für die Warmwasser (WW) zentral bereitet wird, und der Übergabepunkt der Übergabepunkt (44) für eine Wohnungseinheit ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Brauchwasserleitung (70) vom Übergabepunkt (44) bis zum Warmwasser verbrauchsort (58, 59, 60) zumindest bereichsweise mit der Warmwasserleitung (71) wärmegekoppelt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Brauchwasserleitung koaxial in der Warmwasserleitung geführt ist, wobei die Warmwasserleitung bevorzugt wärmegedämmt ist, oder dass die Warmwasserleitung und die Brauchwasserleitung benachbart, insbesondere zumindest teilweise aneinander liegend geführt sind, wobei Warmwasserleitung und Brauchwasserleitung bevorzugt in einer gemeinsamen Wärmedämmung geführt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Brauchwasserleitung (70) in die Heizungsvorlaufleitung (HZVL) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Übergabepunkt (44) und Einmündung der Brauchwasserleitung (70) in den Heizkreislauf (HZVL) eine Durchflussregelung (72, 73, 74) zur Einstellung der Brauchwassertemperatur vorgesehen ist, die insbesondere temperaturabhängig und/oder tageszeitabhängig gesteuert werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung der Brauchwassertemperatur nach dem Entnahmepunkt des Brauchwassers aus dem Heizkreislauf ein Mischpunkt (40) für die Zumischung von Heizungswasser aus dem Heizungsrücklauf (HZRL) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Übergabepunkt (44) ein Mischpunkt (64) für die Zumischung von Kaltwasser (KW) zum Warmwasser (WW) zur Einstellung der Warmwassertemperatur auf mindestens 38°C, bevorzugt ≥ 43°C, insbesondere im Bereich zwischen ≥ 43°C und ≤ 55°C vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der Warmwasserleitung (71) nach dem Übergabepunkt (44) ein Zähler, insbesondere ein Wärmemengenzähler (69) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Heizkreislauf ein Zähler, insbesondere ein an Heizungsvorlauf (HZVL) und Heizungsrücklauf (HZRL) gekoppelter Wärmemengenzähler (81), der einer Wohnungseinheit zugeordnet ist, vorgesehen ist und/oder in der Brauchwasserleitung (70) zwischen Übergabepunkt (44) und Einmündung der Brauchwasserleitung (70) in den Heizkreislauf ein Zähler, insbesondere ein Wärmemengenzähler (75) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizversorger (7) mindestens einen ersten Wärmeübertrager (9) aufweist, in dem Brauchwasser als Sekundärmedium geführt ist, und der Warmwasserbereiter (8) mindestens einen zweiten Wärmeübertrager (11) aufweist, in dem Trinkwasser als Sekundärmedium geführt ist, wobei das Primärmedium des ersten Wärmeübertragers (9) anschließend dem Primärmedium des zweiten Wärmeübertragers (11) zuführbar ist.
Verfahren zur Warmwasserbereitung, wobei Warmwasser (WW) zentral, insbesondere im Durchfluss bereitet wird, insbesondere nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens in einer Zirkulationsleitung (88) warmes Trinkwasser geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Übergabepunkt des Warmwassers (WW) bis zum Warmwasserverbrauchsort das Trinkwasser der Zirkulationsleitung (88) und das Warmwasser (WW) zumindest bereichsweise wärmegekoppelt geführt werden.
Vorrichtung zur Warmwasserbereitung, insbesondere zur Warmwasserbereitung nach dem Verfahren nach Anspruch 21, mit einem zentralen Warmwasserbereiter, der warmes Wasser in zumindest eine Warmwasserleitung einspeist und insbesondere im Durchflussprinzip arbeitet, wobei die Vorrichtung insbesondere als Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20 ausgebildet ist, wobei an einem Übergabepunkt mindestens eine Zirkulationsleitung (88) von der Warmwasserleitung abzweigt, die zum zentralen Warmwasserbereiter zurückgeführt ist und warmes Trinkwasser führt, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Übergabepunkt des Warmwassers (WW) bis zum Warmwasserverbrauchsort die Zirkulationsleitung (88) und die Warmwasserleitung zumindest bereichsweise wärmegekoppelt geführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkulationsleitung koaxial in der Warmwasserleitung geführt ist, wobei die Warmwasserleitung bevorzugt wärmegedämmt ist, oder dass die Warmwasserleitung und die Zirkulationsleitung benachbart, insbesondere zumindest teilweise aneinander anliegend geführt sind, wobei Warmwasserleitung und Zirkulationsleitung bevorzugt in einer gemeinsamen Wärmedämmung geführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Übergabepunkt eine Durchflussregelung zur Einstellung der Zirkulationstemperatur vorgesehen ist, die insbesondere temperaturabhängig und/oder tageszeitabhängig gesteuert werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Übergabepunkt in der Warmwasserleitung ein Zähler, insbesondere ein Wärmemengenzähler und/oder in der Zirkulationsleitung ein Zähler, insbesondere ein Wärmemengenzähler vorgesehen sind.