DE102022126411A1 - Sewage system for sanitary arrangement and sanitary arrangement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Abwassersystem für eine sanitäre Anordnung, insbesondere für eine Duschanordnung, wobei das Abwassersystem einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger aufweist, welche zusammen einen Abwassersensor bilden, wobei das Abwassersystem ferner weitere Komponenten wie eine Abwasserpumpe und/oder eine Pumpensteuerung aufweisen kann. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine sanitäre Anordnung, insbesondere eine Duschanordnung, mit einem solchen Abwassersystem. The invention relates to a waste water system for a sanitary arrangement, in particular for a shower arrangement, wherein the waste water system has an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver, which together form a waste water sensor, wherein the waste water system can also have further components such as a waste water pump and/or a pump control. The invention further relates to a sanitary arrangement, in particular a shower arrangement, with such a waste water system.
Description
Die Erfindung betrifft ein Abwassersystem für eine sanitäre Anordnung sowie eine sanitäre Anordnung mit einem solchen Abwassersystem.The invention relates to a wastewater system for a sanitary arrangement and to a sanitary arrangement with such a wastewater system.
Sanitäre Anordnungen können insbesondere dazu dienen, eine Körperreinigung zu ermöglichen. Sie können beispielsweise als Duschanordnung ausgebildet sein, ebenso kann es sich beispielsweise um Anordnungen mit einer Badewanne, einem Waschbecken oder einer Toilette handeln. Sanitäre Anordnungen wie beispielsweise eine Duschanordnung werden typischerweise in Wohn- und Geschäftsgebäuden, jedoch auch in mobilen Einheiten wie beispielsweise Wohnmobilen, Wohnwägen oder Booten eingebaut. Insbesondere bei Renovierungen oder Nachrüstungen kann es dabei zu dem Problem kommen, dass für einen zuverlässigen Ablauf von Abwasser kein ausreichendes Gefälle vorhanden ist. In diesem Fall ist typischerweise eine aufwändigere Ausführung eines Abwassersystems erforderlich, welches beispielsweise eine Pumpe beinhaltet, welche das Abwasser aktiv fördert. Dies erlaubt beispielsweise den Einbau behindertengerechter barrierefreier Duschen in Altbauten ohne ausreichendes Gefälle.Sanitary arrangements can be used in particular to enable body cleaning. They can be designed as a shower arrangement, for example, or they can also be arrangements with a bathtub, a sink or a toilet. Sanitary arrangements such as a shower arrangement are typically installed in residential and commercial buildings, but also in mobile units such as mobile homes, caravans or boats. Particularly during renovations or retrofitting, the problem can arise that there is insufficient gradient for reliable drainage of wastewater. In this case, a more complex design of a wastewater system is typically required, which includes, for example, a pump that actively pumps the wastewater. This allows, for example, the installation of barrier-free showers suitable for the disabled in old buildings without sufficient gradient.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Abwassersystem für eine sanitäre Anordnung bereitzustellen, welches im Vergleich zu bekannten Ausführungen alternativ oder besser ausgeführt ist. Insbesondere kann es eine bessere Steuerung einer Abwasserpumpe ermöglichen. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der Erfindung, eine sanitäre Anordnung mit einem solchen Abwassersystem bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß durch ein Abwassersystem und eine sanitäre Anordnung gemäß den jeweiligen Hauptansprüchen erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen können beispielsweise den jeweiligen Unteransprüchen entnommen werden. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Inbezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.It is an object of the invention to provide a wastewater system for a sanitary arrangement which is alternative or better than known designs. In particular, it can enable better control of a wastewater pump. It is also an object of the invention to provide a sanitary arrangement with such a wastewater system. This is achieved according to the invention by a wastewater system and a sanitary arrangement according to the respective main claims. Advantageous embodiments can be taken from the respective subclaims, for example. The content of the claims is made part of the content of the description by express reference.
Die Erfindung betrifft ein Abwassersystem für eine sanitäre Anordnung. Das Abwassersystem weist einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger auf. Der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger bilden einen Abwassersensor und sind beidseitig eines Abwasserrohrs des Abwassersystems montierbar. Insbesondere sind sie derart montierbar, dass der Ultraschallsender Ultraschallwellen in das Abwasserrohr emittiert und der Ultraschallempfänger diese nach Transmission durch das Abwasserrohr empfängt und basierend darauf ein Abwassersignal erzeugt.The invention relates to a sewage system for a sanitary arrangement. The sewage system has an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver. The ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver form a sewage sensor and can be mounted on both sides of a sewage pipe of the sewage system. In particular, they can be mounted in such a way that the ultrasonic transmitter emits ultrasonic waves into the sewage pipe and the ultrasonic receiver receives these after transmission through the sewage pipe and generates a sewage signal based on them.
Ein solches Abwassersystem kann insbesondere für eine vorteilhafte Überwachung eines Flusses von Abwasser und/oder eines Füllstands verwendet werden. Beispielsweise kann eine Luftblasendetektion erfolgen, wodurch ein Hinweis auf den richtigen Betrieb einer Abwasserpumpe gegeben werden kann.Such a wastewater system can be used in particular for advantageous monitoring of a flow of wastewater and/or a fill level. For example, air bubble detection can be carried out, which can provide an indication of the correct operation of a wastewater pump.
Grundsätzlich sei unter einem Abwassersystem hier jegliches System verstanden, welches im Rahmen einer Abwasserführung einer sanitären Anordnung verwendet werden kann. Dabei kann es sich beispielsweise wie eben beschrieben lediglich um die Komponenten eines Sensors handeln, es können jedoch auch weitere Komponenten wie beispielsweise eine Abwasserpumpe, ein Abwasserrohr und/oder eine Steuerung Teil eines Abwassersystems sein. Ein Abwassersystem muss somit im Rahmen dieser Anmeldung nicht zwingend ein vollständiges System sein, welches Abwasser abführen kann, sondern es genügt ein Teil eines solchen Systems oder eine Komponente, welche im Rahmen einer Abwasserführung verwendet wird.Basically, a wastewater system is understood here to mean any system that can be used as part of a wastewater system in a sanitary arrangement. This can, for example, only involve the components of a sensor as described above, but other components such as a wastewater pump, a wastewater pipe and/or a control system can also be part of a wastewater system. In the context of this application, a wastewater system does not necessarily have to be a complete system that can drain wastewater; a part of such a system or a component that is used as part of a wastewater system is sufficient.
Die erwähnte sanitäre Anordnung kann insbesondere eine Duschanordnung sein. Bei Duschen kommt es häufig vor, dass im Rahmen von Renovierungen ein behindertengerechter Ausbau erfolgen soll, so dass frühere Duschwannen nicht mehr verwendet werden können, da diese zu hoch sind und durch ebenerdige Duschwannen ersetzt werden sollen. Dies begrenzt das vorhandene Gefälle und führt häufig dazu, dass eine zuverlässige Abwasserführung nur noch mithilfe einer Abwasserpumpe sichergestellt werden kann. Eine Anwendung des Abwassersystems bei anderen sanitären Anordnungen wie beispielsweise Badewannen oder Waschbecken ist jedoch ebenfalls möglich.The sanitary arrangement mentioned can be a shower arrangement in particular. In the case of showers, it is often the case that renovations are carried out to make them accessible for disabled people, so that previous shower trays can no longer be used because they are too high and are to be replaced by floor-level shower trays. This limits the existing gradient and often means that reliable wastewater drainage can only be ensured with the help of a wastewater pump. However, the wastewater system can also be used for other sanitary arrangements such as bathtubs or washbasins.
Ein Ultraschallsender ist typischerweise ein Element, welches Ultraschallwellen emittiert. Insbesondere kann es hierzu in geeigneter Weise elektrisch angesteuert werden. Ein Ultraschallempfänger ist typischerweise ein Element, welches die Ultraschallwellen empfängt und basierend darauf ein Signal generiert. Dieses Signal wird typischerweise gleichgerichtet und geglättet. Es gibt typischerweise einen Hinweis darauf, wie viel Ultraschallenergie durch das Abwasserrohr transmittiert wurde.An ultrasonic transmitter is typically an element that emits ultrasonic waves. In particular, it can be electrically controlled in a suitable manner for this purpose. An ultrasonic receiver is typically an element that receives the ultrasonic waves and generates a signal based on them. This signal is typically rectified and smoothed. It typically gives an indication of how much ultrasonic energy was transmitted through the sewer pipe.
Insbesondere können Ultraschallsender und Ultraschallempfänger außenseitig am Abwasserrohr montiert sein bzw. montierbar sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass sie auf ein ansonsten fertiges Abwasserrohr aufgesetzt werden. Insbesondere können Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger ohne Kontakt mit dem Abwasser angebracht oder anbringbar sein. Dies kann eine Verschmutzung verhindern. Insbesondere ist der Ultraschallempfänger separat zum Ultraschallsender. Unter einer beidseitigen Anordnung kann insbesondere verstanden werden, dass die genannten Komponenten auf zwei ganz oder zumindest in etwa entgegengesetzten Seiten angeordnet sind. Beispielsweise könnenIn particular, ultrasonic transmitters and ultrasonic receivers can be mounted or mountable on the outside of the sewage pipe. This can mean in particular that they are placed on an otherwise finished sewage pipe. In particular, ultrasonic transmitters and/or ultrasonic receivers can be mounted or mountable without contact with the sewage. This can prevent contamination. In particular, the ultrasonic receiver is separate from the ultrasonic transmitter. A two-sided arrangement can be understood in particular to mean that the components mentioned are mounted on two completely or at least in approximately opposite directions. For example,
Das Abwassersystem kann gemäß einer Ausführung ein Gehäuse aufweisen. In dem Gehäuse kann bzw. können der Ultraschallsender und/oder der Ultraschallempfänger befestigt sein. Das Gehäuse kann insbesondere zur Montage umgreifend um ein Abwasserrohr ausgebildet sein. Mittels eines solchen Gehäuses sind eine einfache Montage und auch ein Auswechseln des Abwassersensors möglich. Insbesondere ist ein Nachrüsten möglich, d.h. auf ein bereits bestehendes Abwasserrohr kann der Abwassersensor aufgebracht werden.According to one embodiment, the sewage system can have a housing. The ultrasonic transmitter and/or the ultrasonic receiver can be attached to the housing. The housing can be designed in particular for mounting around a sewage pipe. Using such a housing, the sewage sensor can be easily mounted and also replaced. In particular, retrofitting is possible, i.e. the sewage sensor can be attached to an existing sewage pipe.
Das Gehäuse kann insbesondere einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweisen. Der Ultraschallsender kann insbesondere in dem ersten Teil angeordnet sein. Der Ultraschallempfänger kann insbesondere in dem zweiten Teil angeordnet sein. Der erste Teil kann insbesondere lösbar mit dem zweiten Teil verbindbar sein. Durch eine solche Ausführung kann insbesondere erreicht werden, dass die beiden Teile unabhängig voneinander gehandhabt werden können und in einfacher Weise an dem Abwasserrohr angebracht werden können. Typischerweise nimmt jeder Teil des Gehäuses einen Winkel von genau oder etwa 180° ein. Beispielsweise können die beiden Teile miteinander verschraubbar sein, was eine einfache Montage und auch ein einfaches Lösen ermöglicht. Für Wartungszwecke können die beiden Teile beispielsweise voneinander gelöst werden, beispielsweise indem Schrauben wieder herausgedreht werden.The housing can in particular have a first part and a second part. The ultrasonic transmitter can in particular be arranged in the first part. The ultrasonic receiver can in particular be arranged in the second part. The first part can in particular be detachably connectable to the second part. Such an embodiment can in particular ensure that the two parts can be handled independently of one another and can be easily attached to the sewage pipe. Typically, each part of the housing occupies an angle of exactly or approximately 180°. For example, the two parts can be screwed together, which enables simple assembly and also simple removal. For maintenance purposes, the two parts can, for example, be detached from one another, for example by unscrewing screws again.
Insbesondere kann in dem Gehäuse ein Niederhalter für den Ultraschallsender angeordnet sein, welcher den Ultraschallsender gegen das Abwasserrohr drückt. Des Weiteren kann insbesondere in dem Gehäuse ein Niederhalter für den Ultraschallempfänger angeordnet sein, welcher den Ultraschallempfänger gegen das Abwasserrohr drückt. Dadurch kann jeweils sichergestellt werden, dass der Ultraschallsender bzw. der Ultraschallempfänger geeignet an dem Abwasserrohr anliegen und dort auch gehalten werden. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der Messung verbessert werden. Ein Niederhalter kann beispielsweise als elastisches und/oder federndes Element ausgebildet sein. Er kann beispielsweise auf ein Ankopplungselement wirken, welches die Kraft in Richtung Abwasserrohr überträgt. Insbesondere kann durch das Drücken des Ultraschallsenders bzw. Ultraschallempfängers gegen das Abwasserrohr erreicht werden, dass eine zuverlässige Funktion beispielsweise auch im Fall von Vibrationen gewährleistet ist. Insbesondere kann zwischen dem Ultraschallsender und/oder dem Ultraschallempfänger und dem Abwasserrohr jeweils ein Fett oder ein anderes Material zum Leiten von Schall angeordnet werden.In particular, a hold-down device for the ultrasonic transmitter can be arranged in the housing, which presses the ultrasonic transmitter against the sewage pipe. Furthermore, in particular, a hold-down device for the ultrasonic receiver can be arranged in the housing, which presses the ultrasonic receiver against the sewage pipe. This can ensure that the ultrasonic transmitter or the ultrasonic receiver are suitably positioned on the sewage pipe and are also held there. This can improve the reliability of the measurement. A hold-down device can, for example, be designed as an elastic and/or springy element. It can, for example, act on a coupling element that transfers the force in the direction of the sewage pipe. In particular, by pressing the ultrasonic transmitter or ultrasonic receiver against the sewage pipe, it can be ensured that reliable function is also guaranteed, for example, in the event of vibrations. In particular, a grease or other material for conducting sound can be arranged between the ultrasonic transmitter and/or the ultrasonic receiver and the sewage pipe.
Das Gehäuse kann insbesondere derart ausgebildet sein, dass es nur an einem Einlass für das Abwasserrohr und an einem Auslass für das Abwasserohr das Abwasserrohr kontaktiert. Dadurch kann eine definierte Positionsbeziehung zwischen Gehäuse und Abwasserrohr sichergestellt werden, so dass gegebenenfalls Toleranzen bei der Herstellung des Abwasserrohrs und/oder des Gehäuses nicht zu Verspannungen führen. Das definiert anliegende Gehäuse kann insbesondere einen Gegenhalter für ein Anpressen der bereits erwähnten Niederhalter bilden. Das Kontaktieren des Gehäuses kann, insbesondere an dem Einlass und/oder an dem Auslass, mittels einem oder mehreren Abstandshalten erfolgen, welche zwischen Gehäuse und Abwasserrohr angeordnet sein können. Diese können insbesondere streifenförmig ausgebildet sein. Das Kontaktieren kann somit auch indirekt sein, also insbesondere mittels der Abstandshalter. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass außerhalb der kontaktierenden Stellen kein Kontakt zwischen Gehäuse und Abwasserrohr vorhanden ist.The housing can in particular be designed such that it only contacts the sewage pipe at an inlet for the sewage pipe and at an outlet for the sewage pipe. This ensures a defined positional relationship between the housing and the sewage pipe, so that any tolerances in the manufacture of the sewage pipe and/or the housing do not lead to tension. The defined housing can in particular form a counterholder for pressing on the hold-downs mentioned above. The housing can be contacted, in particular at the inlet and/or at the outlet, by means of one or more spacers which can be arranged between the housing and the sewage pipe. These can in particular be designed in strip form. The contact can therefore also be indirect, i.e. in particular by means of the spacers. In particular, it can be provided that there is no contact between the housing and the sewage pipe outside of the contacting points.
Gemäß einer Ausführung sind der Ultraschallsender und der Ultraschallempfänger in dem Abwasserrohr direkt befestigt. Dabei kann insbesondere auf ein Gehäuse verzichtet werden, in welchem Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger angeordnet sind. Unter einer direkten Befestigung kann insbesondere verstanden werden, dass eine unmittelbare Verbindung zwischen Abwasserrohr und Ultraschallsender bzw. Ultraschallempfänger erfolgt. Insbesondere können Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger in Ausnehmungen des Abwasserrohrs angeordnet sein. Diese können beispielsweise entlang eines Umfangs des Abwasserrohrs gesehen um 180° versetzt zueinander angeordnet sein. Die Ausnehmungen können insbesondere als außenseitige Mulden ausgebildet sein. Sie erlauben ein geeignetes Platzieren von Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger, wobei diese beispielsweise vergossen werden können.According to one embodiment, the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver are attached directly in the sewage pipe. In particular, a housing in which the ultrasonic transmitter and/or ultrasonic receiver are arranged can be dispensed with. Direct attachment can be understood in particular to mean that there is a direct connection between the sewage pipe and the ultrasonic transmitter or ultrasonic receiver. In particular, ultrasonic transmitters and/or ultrasonic receivers can be arranged in recesses in the sewage pipe. These can, for example, be arranged offset from one another by 180° along a circumference of the sewage pipe. The recesses can in particular be designed as external troughs. They allow suitable placement of the ultrasonic transmitter and/or ultrasonic receiver, whereby these can, for example, be cast.
Insbesondere können Ultraschallsender und/oder Ultraschallempfänger in oder an einem separaten, abnehmbaren Abschnitt des Abwasserrohrs angeordnet sein. Dieser Abschnitt kann beispielsweise mittels Kupplungen oder Verbindern, beispielsweise handelsüblicher Kupplungen oder Verbindern, mit weiteren Abschnitten des Abwasserrohrs verbunden sein. Dies erlaubt ein einfaches Auswechseln, beispielsweise für den Fall, dass sich bei dem Abwassersensor ein Fehler ergeben hat, oder auch ein Nachrüsten in ein bereits bestehendes Abwasserrohr, welches abschnittsweise durchtrennt werden kann, so dass der abnehmbare Abschnitt eingesetzt werden kann.In particular, ultrasonic transmitters and/or ultrasonic receivers can be arranged in or on a separate, removable section of the sewage pipe. This section can be connected to other sections of the sewage pipe using couplings or connectors, for example commercially available couplings or connectors. This allows for easy replacement, for example in the event that a fault has occurred with the sewage sensor, or even retrofitting to an existing sewage pipe, which can be cut through in sections so that the removable section can be inserted.
Gemäß einer Ausführung weist das Abwassersystem ferner eine Abwasserpumpe und ein Abwasserrohr auf. Insbesondere kann die Abwasserpumpe in dem Abwasserrohr angeordnet sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass das Abwasserrohr sowohl eingangsseitig wie auch ausgangsseitig der Abwasserpumpe an der Abwasserpumpe angeschlossen ist. Die Abwasserpumpe kann dadurch Abwasser durch das Abwasserrohr fördern. Das Abwasserrohr kann auch als mindestens zweigeteiltes Abwasserrohr aufgefasst werden, wobei sich ein Teil strömungsmäßig vor der Abwasserpumpe und ein Teil strömungsmäßig nach der Abwasserpumpe befindet.According to one embodiment, the sewage system further comprises a sewage pump and a Wastewater pipe. In particular, the wastewater pump can be arranged in the wastewater pipe. This can mean in particular that the wastewater pipe is connected to the wastewater pump on both the inlet side and the outlet side of the wastewater pump. The wastewater pump can therefore pump wastewater through the wastewater pipe. The wastewater pipe can also be understood as a wastewater pipe that is at least divided into two parts, with one part being located in front of the wastewater pump in terms of flow and one part being located after the wastewater pump in terms of flow.
Gemäß einer Ausführung ist der Abwassersensor stromabwärts zur Abwasserpumpe am Abwasserrohr montiert, so dass der Ultraschallsender Ultraschallwellen in das Abwasserrohr emittiert und der Ultraschallempfänger diese nach Transmission durch das Abwasserrohr empfängt. Bei einer Anordnung stromabwärts der Abwasserpumpe kann insbesondere von der Abwasserpumpe stromabwärts gepumpte Luft mittels des Abwassersensors detektiert werden. Zudem kann eine Füllstandsmessung an dieser Stelle des Abwasserrohrs durchgeführt werden.According to one embodiment, the wastewater sensor is mounted on the wastewater pipe downstream of the wastewater pump, so that the ultrasonic transmitter emits ultrasonic waves into the wastewater pipe and the ultrasonic receiver receives them after transmission through the wastewater pipe. If arranged downstream of the wastewater pump, air pumped downstream by the wastewater pump can be detected by the wastewater sensor. In addition, a fill level measurement can be carried out at this point on the wastewater pipe.
Gemäß einer Ausführung ist der Abwassersensor stromaufwärts zur Abwasserpumpe am Abwasserrohr montiert, so dass der Ultraschallsender Ultraschallwellen in das Abwasserrohr emittiert und der Ultraschallempfänger diese nach Transmission durch das Abwasserrohr empfängt. Dadurch kann bereits der Bereich vor der Abwasserpumpe zur Steuerung verwendet werden, wobei auch an dieser Stelle angesaugte Luft detektiert werden kann und/oder eine Füllstandsmessung vorgenommen werden kann.According to one embodiment, the wastewater sensor is mounted on the wastewater pipe upstream of the wastewater pump, so that the ultrasonic transmitter emits ultrasonic waves into the wastewater pipe and the ultrasonic receiver receives them after transmission through the wastewater pipe. This means that the area in front of the wastewater pump can already be used for control, whereby air sucked in at this point can also be detected and/or a fill level measurement can be carried out.
Die Bezeichnungen „stromaufwärts“ bzw. „stromabwärts“ beziehen sich insbesondere auf eine typische Strömungsrichtung von abfließendem Wasser.The terms “upstream” and “downstream” refer in particular to a typical flow direction of flowing water.
Es ist grundsätzlich auch möglich, zwei Abwassersensoren zu verwenden. Typischerweise kann dann ein Abwassersensor stromaufwärts zur Abwasserpumpe und ein Abwassersensor stromabwärts zur Abwasserpumpe angeordnet sein.In principle, it is also possible to use two wastewater sensors. Typically, one wastewater sensor can be located upstream of the wastewater pump and one wastewater sensor downstream of the wastewater pump.
Gemäß einer Ausführung ist der Ultraschallsender vertikal über dem Abwasserrohr angeordnet, und/oder der Ultraschallempfänger ist vertikal unter dem Abwasserrohr angeordnet. Dies kann insbesondere für eine Luftblasendetektion verwendet werden, das heißt insbesondere, dass das Abwassersignal umso niedriger ist, je mehr Luftblasen sich zwischen Ultraschallsender und Ultraschallempfänger befinden bzw. je mehr Luft sich zwischen Ultraschallsender und Ultraschallempfänger befindet. Dies liegt typischerweise daran, dass Schall durch Wasser wesentlich besser geleitet wird als durch Luft, und dass Schall an Grenzflächen zwischen Luft und Wasser reflektiert wird. Dies gilt auch für Ultraschall. Im Fall einer durchgehenden großen Luftblase kann das Abwassersignal auch auf null oder nahezu null abfallen.According to one embodiment, the ultrasonic transmitter is arranged vertically above the sewer pipe and/or the ultrasonic receiver is arranged vertically below the sewer pipe. This can be used in particular for air bubble detection, which means in particular that the sewer signal is lower the more air bubbles there are between the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver or the more air there is between the ultrasonic transmitter and the ultrasonic receiver. This is typically because sound is conducted much better through water than through air and that sound is reflected at interfaces between air and water. This also applies to ultrasound. In the case of a large continuous air bubble, the sewer signal can also drop to zero or almost zero.
Gemäß einer Ausführung ist der Ultraschallsender horizontal neben dem Abwasserrohr angeordnet, und/oder der Ultraschallempfänger ist horizontal neben dem Abwasserrohr angeordnet. Dies kann insbesondere verwendet werden, um eine Füllstandsmessung durchzuführen. Insbesondere kann bei einer Füllstandsmessung das Abwassersignal umso größer sein, je höher ein Füllstand ist. Auch eine Blasendetektion ist jedoch mit horizontal angeordneten Komponenten des Abwassersensors möglich.According to one embodiment, the ultrasonic transmitter is arranged horizontally next to the sewage pipe and/or the ultrasonic receiver is arranged horizontally next to the sewage pipe. This can be used in particular to carry out a fill level measurement. In particular, during a fill level measurement, the higher the fill level, the greater the sewage signal. However, bubble detection is also possible with horizontally arranged components of the sewage sensor.
Das Abwasserrohr kann unterschiedlich im Raum angeordnet sein. Beispielsweise kann es horizontal verlaufen. Es kann jedoch auch vertikal steigend sein, so dass beispielsweise das Abwasser vertikal nach oben durch das Abwasserrohr gepumpt wird. Es kann auch ein zwischen horizontal und vertikal liegender Winkel vorgesehen sein, insbesondere derart, dass das Abwasserrohr so verläuft, dass das Abwasser nach oben durch das Abwasserrohr gepumpt wird. Es hat sich gezeigt, dass das hierin gezeigte Abwassersystem und insbesondere der hierin offenbarte Abwassersensor bei derartigen Verläufen des Abwasserrohrs problemlos funktionieren.The wastewater pipe can be arranged in different ways in the room. For example, it can run horizontally. However, it can also rise vertically, so that, for example, the wastewater is pumped vertically upwards through the wastewater pipe. An angle between horizontal and vertical can also be provided, in particular such that the wastewater pipe runs in such a way that the wastewater is pumped upwards through the wastewater pipe. It has been shown that the wastewater system shown here and in particular the wastewater sensor disclosed here function without problems with such runs of the wastewater pipe.
Das Abwasserrohr kann insbesondere eine Wandstärke aufweisen, welche gleich einer halben Wellenlänge einer von dem Ultraschallsender emittierten Ultraschallwelle, oder einem ganzzahligen Vielfachen davon, ist. Das Abwasserrohr kann insbesondere auch eine Wandstärke aufweisen, so dass in dem Abwasserrohr eine vom Ultraschallsender emittierte Ultraschallwelle eine stehende Welle ausbildet. Bei den eben beschriebenen geometrischen Verhältnissen kann insbesondere vorteilhaft eine stehende Welle ausgebildet werden. Die stehende Welle kann insbesondere in einer Wandung des Abwasserrohrs entstehen. Dadurch kann eine besonders gute Übertragung der Ultraschallwellen erfolgen, so dass ein besonders hohes maximales Signal entsteht. Dadurch kann die Messung verbessert werden, insbesondere können Unterschiede zwischen unterschiedlichen Signalhöhen des Abwassersignals besser voneinander unterschieden werden. Insbesondere kann eine Ansteuerschaltung vorgesehen sein, welche den Ultraschallsender mit einer Frequenz ansteuert, so dass er eine Ultraschallwelle mit einer bestimmten Wellenlänge, beispielsweise wie in diesem Absatz angegeben, emittiert.The sewage pipe can in particular have a wall thickness which is equal to half the wavelength of an ultrasonic wave emitted by the ultrasonic transmitter, or an integer multiple thereof. The sewage pipe can in particular also have a wall thickness such that an ultrasonic wave emitted by the ultrasonic transmitter forms a standing wave in the sewage pipe. With the geometric conditions just described, a standing wave can be formed in particular advantageously. The standing wave can in particular arise in a wall of the sewage pipe. This enables particularly good transmission of the ultrasonic waves, so that a particularly high maximum signal is generated. This can improve the measurement, in particular differences between different signal heights of the sewage signal can be better distinguished from one another. In particular, a control circuit can be provided which controls the ultrasonic transmitter with a frequency so that it emits an ultrasonic wave with a specific wavelength, for example as specified in this paragraph.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung weist das Abwassersystem eine Optimierungsschaltung auf, welche dazu konfiguriert ist, eine Frequenz der von dem Ultraschallsender emittierten Ultraschallwelle zu variieren und eine Optimumsfrequenz zu identifizieren, bei welcher das Abwassersignal ein Maximum aufweist. Eine solche Optimumsfrequenz stellt typischerweise sicher, dass die maximale Signalintensität erhalten wird. Es kann ein vorgegebener Bereich an Frequenzen durchlaufen werden und ermittelt werden, bei welcher Frequenz ein maximales Abwassersignal auftritt. Dadurch wird die Auswertung verbessert. Die Optimumsfrequenz korrespondiert typischerweise zu einem Zustand, in welchen die Wandstärke des Abwasserrohrs gleich einer halben Wellenlänge der Ultraschallwelle oder einem ganzzahligen Vielfachen davon ist, wie im vorherigen Abschnitt beschrieben. Die Optimierungsschaltung ermöglicht somit eine Optimierung zur Laufzeit. Sie kann beispielsweise in die nachfolgend beschriebene Steuerungsvorrichtung integriert sein.According to an advantageous embodiment, the sewage system has an optimization circuit which is configured to vary a frequency of the ultrasonic wave emitted by the ultrasonic transmitter and to identify an optimum frequency at which the sewage signal has a maximum. Such an optimum frequency typically ensures that the maximum signal intensity is obtained. A predetermined range of frequencies can be run through and it can be determined at which frequency a maximum sewage signal occurs. This improves the evaluation. The optimum frequency typically corresponds to a state in which the wall thickness of the sewage pipe is equal to half a wavelength of the ultrasonic wave or an integer multiple thereof, as described in the previous section. The optimization circuit thus enables optimization at runtime. It can, for example, be integrated into the control device described below.
Insbesondere kann der Ultraschallsender anschließend, also insbesondere nach Ermittlung der Optimumsfrequenz, mit der Optimumsfrequenz angesteuert werden. Dadurch kann das bestmögliche Signal erreicht werden. Insbesondere kann das Abwassersysten, eine Ansteuerschaltung oder eine Pumpensteuerung entsprechend konfiguriert sein.In particular, the ultrasonic transmitter can then be controlled with the optimum frequency, i.e. in particular after the optimum frequency has been determined. This allows the best possible signal to be achieved. In particular, the wastewater system, a control circuit or a pump control can be configured accordingly.
Gemäß einer Ausführung weist das Abwassersystem ferner eine Pumpensteuerung für eine Abwasserpumpe auf. Die Pumpensteuerung empfängt das Abwassersignal und steuert basierend darauf die Abwasserpumpe an. Dadurch kann eine zuverlässige Ansteuerung der Abwasserpumpe erreicht werden. Die Pumpensteuerung kann insbesondere als elektronische Einrichtung, beispielsweise als programmierbare Einheit, ausgebildet sein. Auch fest verdrahtete Lösungen oder kombinierte Lösungen sind jedoch möglich.According to one embodiment, the wastewater system further comprises a pump control for a wastewater pump. The pump control receives the wastewater signal and controls the wastewater pump based on it. This enables reliable control of the wastewater pump. The pump control can be designed in particular as an electronic device, for example as a programmable unit. However, hard-wired solutions or combined solutions are also possible.
Die Pumpensteuerung kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, die Abwasserpumpe so anzusteuern und/oder zu regeln, dass das Abwassersignal einen vorgegebenen Wert hat und/oder in einem vorgegebenen Bereich liegt. Dadurch kann das Abwassersignal als Indikator dafür verwendet werden, wie viel Luft von der Abwasserpumpe gesaugt wird. Wird von der Abwasserpumpe keine oder sehr wenig Luft gesaugt, so deutet dies darauf hin, dass sie zu langsam läuft. Dies kann insbesondere an einem hohen Abwassersignal abgelesen werden. Fördert die Abwasserpumpe demgegenüber sehr viel Luft, so sinkt das Abwassersignal ab, was darauf hinweist, dass die Abwasserpumpe zu schnell läuft. Es hat sich gezeigt, dass es in typischen Anwendungen sinnvoll ist, die Abwasserpumpe etwas Luft saugen zu lassen, so dass sichergestellt ist, dass sie immer in einem Zustand läuft, in welchem sie das vorhandene Abwasser zuverlässig und energieeffizient abpumpt.The pump control can, for example, be configured to control and/or regulate the waste water pump so that the waste water signal has a predetermined value and/or is within a predetermined range. This means that the waste water signal can be used as an indicator of how much air is being sucked in by the waste water pump. If the waste water pump sucks in no or very little air, this indicates that it is running too slowly. This can be seen in particular from a high waste water signal. If, on the other hand, the waste water pump pumps a lot of air, the waste water signal drops, which indicates that the waste water pump is running too fast. It has been shown that in typical applications it is useful to let the waste water pump suck in some air to ensure that it always runs in a state in which it pumps out the existing waste water reliably and in an energy-efficient manner.
Eine Regelung kann insbesondere derart erfolgen, dass ein Proportionalregler, ein Integralregler und/oder ein Differentialregler verwendet werden. Diese Reglertypen können auch beliebig kombiniert werden. Beispielsweise kann eine Proportional-Integral-Regelung oder eine Proportional-Integral-Differential-Regelung verwendet werden. Das Abwassersignal dient dabei typischerweise als Eingangsgröße, wobei eine Leistung der Abwasserpumpe so geregelt wird, dass das Abwassersignal den vorgegebenen Wert hat und/oder in dem vorgegebenen Bereich liegt.In particular, control can be carried out by using a proportional controller, an integral controller and/or a differential controller. These types of controllers can also be combined as desired. For example, a proportional-integral controller or a proportional-integral-differential controller can be used. The wastewater signal typically serves as an input variable, with the output of the wastewater pump being controlled so that the wastewater signal has the specified value and/or is within the specified range.
Der vorgegebene Wert kann beispielsweise mindestens 90 % und/oder höchstens 95 % eines maximalen Werts des Abwassersignals betragen. Es hat sich gezeigt, dass in typischen Situationen bei einem vorgegebenen Wert relativ zum maximalen Wert die Abwasserpumpe in einem Modus betrieben wird, in welchem sie effizient das vorhandene Abwasser abpumpt. Anders ausgedrückt saugt sie ein wenig Luft an, jedoch nicht zu viel. Der vorgegebene Wert kann auch mindestens 80 %, mindestens 70 %, mindestens 60 % oder mindestens 50 % und/oder höchstens 90 %, höchstens 92 % oder höchstens 98 % des maximalen Werts des Abwassersignals betragen. Beliebige untere Grenzen und obere Grenzen können miteinander kombiniert werden.The predetermined value may, for example, be at least 90% and/or at most 95% of a maximum value of the wastewater signal. It has been shown that in typical situations, at a predetermined value relative to the maximum value, the wastewater pump operates in a mode in which it efficiently pumps out the wastewater present. In other words, it sucks in a little air, but not too much. The predetermined value may also be at least 80%, at least 70%, at least 60%, or at least 50% and/or at most 90%, at most 92%, or at most 98% of the maximum value of the wastewater signal. Any lower limits and upper limits can be combined.
Gemäß einer Ausführung hat der vorgegebene Bereich eine Untergrenze, welche zwischen 10 % und 20 % eines maximalen Werts des Abwassersignals liegt. Alternativ zu 10 % kann die untere Grenze des angegebenen Intervalls auch beispielsweise bei 5 % oder 15 % liegen. Alternativ zu 20 % kann die obere Grenze des angegebenen Intervalls auch beispielsweise bei 30 %, 40 % oder 50 % liegen.According to one embodiment, the specified range has a lower limit which lies between 10% and 20% of a maximum value of the wastewater signal. As an alternative to 10%, the lower limit of the specified interval can also be, for example, 5% or 15%. As an alternative to 20%, the upper limit of the specified interval can also be, for example, 30%, 40% or 50%.
Gemäß einer Ausführung hat der vorgegebene Bereich eine Obergrenze, welche zwischen 90 % und 95 % eines maximalen Werts des Abwassersignals liegt. Die untere Grenze dieses Intervalls kann beispielsweise auch bei 80 %, 70 % oder 60 % liegen.According to one embodiment, the predetermined range has an upper limit which lies between 90% and 95% of a maximum value of the wastewater signal. The lower limit of this interval can also be 80%, 70% or 60%, for example.
Ein vorgegebener Wert und/oder ein vorgegebener Bereich können insbesondere fest in die Pumpensteuerung einprogrammiert sein. Dies kann insbesondere bedeuten, dass eine Änderung nicht oder nur mittels eines manuellen Eingriffs möglich ist. Insbesondere bedeutet dies, dass der vorgegebene Wert und/oder der vorgegebene Bereich während eines Betriebs des Abwassersystems zum Abpumpen von Abwasser nicht verändert wird.A predefined value and/or a predefined range can in particular be permanently programmed into the pump control. This can mean in particular that a change is not possible or is only possible by means of manual intervention. In particular, this means that the predefined value and/or the predefined range is not changed during operation of the wastewater system for pumping out wastewater.
Insbesondere kann die Pumpensteuerung dazu konfiguriert sein, eine Pumpenleistung zu verringern, wenn das Abwassersignal unterhalb des vorgegebenen Werts und/oder unterhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. Insbesondere kann die Pumpensteuerung dazu konfiguriert sein, eine Pumpenleistung zu erhöhen, wenn das Abwassersignal oberhalb des vorgegebenen Werts und/oder oberhalb des vorgegebenen Bereichs liegt. Dadurch kann die Pumpenleistung immer so angepasst werden, dass das Abwassersignal den vorgegebenen Wert hat und/oder innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegt.In particular, the pump control can be configured to reduce a pump output if the waste water signal is below the specified value and/or below the specified range. In particular, the pump control can be configured to increase a pump output if the waste water signal is above the specified value and/or above the specified range. As a result, the pump output can always be adjusted so that the waste water signal has the specified value and/or is within the specified range.
Bei Verwendung eines vorgegebenen Werts kann insbesondere ein einzelner Wert vorgegeben werden, auf welchen das Abwassersignal gesteuert oder geregelt werden soll. Jede messbare bzw. verarbeitbare Unterschreitung oder Überschreitung führt in diesem Fall typischerweise zu einer anderen Pumpenleistung. Bei einem vorgegebenen Bereich kann eine Schwankung innerhalb dieses Bereichs toleriert werden, ohne dass dies eine Änderung der Pumpenleistung zur Folge hat. Dadurch können Regeleingriffe verringert werden.When using a predefined value, a single value can be specified to which the wastewater signal is to be controlled or regulated. In this case, any measurable or processable undershoot or overshoot typically leads to a different pump output. For a predefined range, a fluctuation within this range can be tolerated without resulting in a change in the pump output. This can reduce control interventions.
Ein An- und/oder Abschalten einer Abwasserpumpe kann beispielsweise auf Informationen eines Zuflusssensors basieren. Anschließend kann beispielsweise zur eben beschriebenen Steuerung und Regelung übergegangen werden. Auf den Zuflusssensor wird weiter unten näher eingegangen. Wenn anhand des Abwassersignals erkannt wird, dass beispielsweise eine Nasszelle tatsächlich entleert wird, was sich typischerweise in einem besonders niedrigen Abwassersignal widerspiegelt, kann ein Abschalten der Abwasserpumpe erfolgen. Beispielsweise kann die Abwasserpumpe abgeschaltet werden, wenn das Abwassersignal einen vorgegebenen Abschaltschwellenwert unterschreitet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Abwasserpumpe abgeschaltet wird, wenn das Abwassersignal den Abschaltschwellenwert für einen vorgegebenen Zeitraum unterschreitet.Switching a waste water pump on and/or off can be based on information from an inflow sensor, for example. Then, for example, the control and regulation described above can be used. The inflow sensor is discussed in more detail below. If the waste water signal detects that, for example, a wet room is actually being emptied, which is typically reflected in a particularly low waste water signal, the waste water pump can be switched off. For example, the waste water pump can be switched off if the waste water signal falls below a predefined switch-off threshold. It can also be provided that the waste water pump is switched off if the waste water signal falls below the switch-off threshold for a predefined period of time.
Der Zuflusssensor kann beispielsweise einen Volumenstrom liefern, auf dessen Grundlage die Abwasserpumpe vorgesteuert wird. Beispielsweise kann eine kennfeldbasierte Ansteuerung verwendet werden. Wenn ein zu starkes Ansaugen von Luft detektiert wird, deutet dies darauf hin, dass die Pumpenleistung zu hoch ist. Typischerweise fällt dann das Abwassersignal zu stark ab. Darauf kann typischerweise mit einer Verringerung der Pumpenleistung reagiert werden.The inflow sensor can, for example, provide a volume flow on the basis of which the wastewater pump is pre-controlled. For example, a map-based control can be used. If excessive air intake is detected, this indicates that the pump output is too high. Typically, the wastewater signal then drops too much. This can typically be responded to by reducing the pump output.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, eine Pumpenleistung so zu regeln, dass das Abwassersignal den vorgegebenen Wert hat. Beispielsweise können dabei die weiter oben bereits erwähnten Reglertypen oder auch andere Reglertypen verwendet werden.The pump control can be configured in particular to regulate a pump output so that the wastewater signal has the specified value. For example, the controller types mentioned above or other controller types can be used.
Bei einem Signal wie einem Abwassersignal wird hier typischerweise davon ausgegangen, dass dieses in positiver numerischer Form vorliegt und dass ein höherer Wert eine höhere Transmission anzeigt. Ebenso wird beim Zuflusssignal davon ausgegangen, dass ein höherer Wert einen höheren Durchfluss anzeigt. Abweichende Implementierungen in einer elektronischen Steuerung sind möglich, beispielsweise mit negativen Werten oder Repräsentanten, was als äquivalent betrachtet wird.For a signal such as a wastewater signal, it is typically assumed that it is in positive numerical form and that a higher value indicates a higher transmission. Similarly, for an inflow signal, a higher value is assumed to indicate a higher flow. Different implementations in an electronic control system are possible, for example with negative values or representatives, which is considered equivalent.
Das Abwassersystem kann insbesondere einen Zuflusssensor oder einen Anschluss für einen Zuflusssensor aufweisen. Der Zuflusssensor kann insbesondere einen Zufluss durch eine sanitäre Armatur der sanitären Anordnung messen und basierend darauf ein Zuflusssignal erzeugen. Die sanitäre Armatur kann insbesondere eine Duscharmatur sein, insbesondere wenn die sanitäre Anordnung eine Duschanordnung ist. Der Zufluss kann strömungsmäßig in, vor oder nach der sanitären Armatur gemessen werden, was als äquivalent betrachtet wird. Die Pumpensteuerung kann insbesondere das Zuflusssignal empfangen und basierend darauf die Abwasserpumpe ansteuern. Dadurch können Informationen über einen Zufluss zu einer sanitären Armatur wie einer Duscharmatur in die Steuerung der Abwasserpumpe mit einbezogen werden. Ein solcher Zuflusssensor kann insbesondere einen Zufluss zu einer Duscharmatur messen, wobei das Wasser dieser Duscharmatur dann beispielsweise in einen Abfluss fließt, welcher über eine Abwasserpumpe entwässert wird und/oder an welchem das Abwassersystem angeordnet ist. In diesem Fall ist die Steuerung der Abwasserpumpe nicht auf Informationen eingeschränkt, welche von dem Abwassersensor erhalten werden, sondern kann beispielsweise proaktiv auf einen erhöhten oder verringerten bzw. überhaupt vorhandenen oder abgeschalteten Zufluss reagieren.The wastewater system can in particular have an inflow sensor or a connection for an inflow sensor. The inflow sensor can in particular measure an inflow through a sanitary fitting of the sanitary arrangement and generate an inflow signal based thereon. The sanitary fitting can in particular be a shower fitting, in particular if the sanitary arrangement is a shower arrangement. The inflow can be measured in terms of flow in, before or after the sanitary fitting, which is considered equivalent. The pump control can in particular receive the inflow signal and control the wastewater pump based thereon. As a result, information about an inflow to a sanitary fitting such as a shower fitting can be included in the control of the wastewater pump. Such an inflow sensor can in particular measure an inflow to a shower fitting, wherein the water from this shower fitting then flows, for example, into a drain which is drained via a wastewater pump and/or on which the wastewater system is arranged. In this case, the control of the wastewater pump is not limited to information received from the wastewater sensor, but can, for example, react proactively to an increased or reduced inflow or to the inflow being present or switched off at all.
Der Zuflusssensor kann insbesondere ein Durchflusssensor sein. Dieser kann beispielsweise als Flügelradzähler ausgebildet sein. Insbesondere kann der Zuflusssensor mit dem durchfließenden Wasser in Kontakt kommen. Dies ist an dieser Stelle typischerweise unproblematisch, da es sich um Frischwasser, nicht um Abwasser handelt.The inflow sensor can in particular be a flow sensor. This can be designed as a vane meter, for example. In particular, the inflow sensor can come into contact with the water flowing through. This is typically not a problem at this point, since it is fresh water, not waste water.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere die Abwasserpumpe ansprechend darauf aktivieren, dass das Zuflusssignal mindestens so hoch ist wie ein Zuflussschwellenwert. Dieser Zuflussschwellenwert kann somit anzeigen, dass eine relevante Menge Wasser durch die Duscharmatur fließt, und es kann davon ausgegangen werden, dass dieses durch die Abwasserpumpe abgesaugt werden muss. Ist die Abwasserpumpe einmal aktiviert, kann sie typischerweise wie weiter oben beschrieben basierend auf dem Abwassersignal gesteuert werden. Sollte das durch die Duscharmatur fließende Wasser beispielsweise dazu verwendet werden, einen Eimer zu füllen, so gelangt es nicht in den Ablauf und muss somit auch nicht abgepumpt werden. In diesem Fall würde die Abwasserpumpe typischerweise etwas leerlaufen, bevor die andernorts hierin beschriebene Steuerungsfunktionalität die Abwasserpumpe automatisch wieder abschaltet.In particular, the pump control can activate the waste water pump in response to the inflow signal being at least as high as an inflow threshold value. This inflow threshold value can thus indicate that a relevant amount of water is flowing through the shower fitting and it can be assumed that this is being sucked away by the waste water pump. Once activated, the wastewater pump can typically be controlled based on the wastewater signal as described above. For example, if the water flowing through the shower faucet is used to fill a bucket, it will not go down the drain and therefore will not need to be pumped out. In this case, the wastewater pump would typically run dry for a while before the control functionality described elsewhere herein automatically shuts the wastewater pump off again.
Vorzugsweise ermittelt die Pumpensteuerung bei oder unmittelbar nach einem Aktivieren der Abwasserpumpe einen anfänglichen Leistungswert für die Abwasserpumpe basierend auf dem Zuflusssignal. Dadurch kann ein anfänglicher Leistungswert vorgegeben werden, mit welchem die Abwasserpumpe angesteuert wird, bevor die weiter oben bereits beschriebene Steuerung oder Regelung greift. Beispielsweise kann somit sichergestellt werden, dass für den Fall eines hohen Durchflusses durch die Duscharmatur die Abwasserpumpe gleich mit einer hohen Leistung betrieben wird, um das Wasser abzupumpen. Wird demgegenüber nur ein geringer Durchfluss ermittelt, so genügt eine niedrigere Pumpenleistung, welche entsprechend eingestellt werden kann.Preferably, the pump control determines an initial power value for the wastewater pump based on the inflow signal when or immediately after the wastewater pump is activated. This makes it possible to specify an initial power value with which the wastewater pump is controlled before the control or regulation described above takes effect. For example, this can ensure that in the event of a high flow through the shower fitting, the wastewater pump is immediately operated at a high power to pump out the water. If, on the other hand, only a low flow is determined, a lower pump power is sufficient, which can be adjusted accordingly.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, nach einem Aktivieren der Abwasserpumpe einen Leistungswert für die Abwasserpumpe basierend auf einer Änderung des Zuflusssignals, welche mindestens so groß ist wie ein Schwellenwert, instantan anzupassen. Dadurch kann auf abrupte Änderungen im Zufluss reagiert werden, noch bevor die weiter oben bereits beschriebene Steuerung oder Regelung greift. Dies vermeidet ein längeres Leerlaufen der Abwasserpumpe oder ein Überlaufen eines Duschabflusses. Die weiter oben bereits erwähnte Steuerungs- oder Regelungsfunktionalität kann dabei temporär außer Kraft gesetzt werden, und es kann insbesondere unmittelbar ein höherer oder niedrigerer Leistungswert für die Abwasserpumpe vorgegeben werden.The pump control can in particular be configured to instantly adjust a performance value for the wastewater pump based on a change in the inflow signal that is at least as large as a threshold value after the wastewater pump has been activated. This makes it possible to react to abrupt changes in the inflow before the control or regulation described above takes effect. This prevents the wastewater pump from running idle for a long time or a shower drain from overflowing. The control or regulation functionality mentioned above can be temporarily deactivated and, in particular, a higher or lower performance value for the wastewater pump can be specified immediately.
Unter einer instantanen Anpassung oder Änderung kann grundsätzlich eine Anpassung oder Änderung verstanden werden, welche in einem Zeitraum von beispielsweise höchstens 0,1 s, höchstens 0,2 s, höchstens 0,5 s oder höchstens 1 s stattfindet.An instantaneous adaptation or change can basically be understood as an adaptation or change which takes place within a period of, for example, a maximum of 0.1 s, a maximum of 0.2 s, a maximum of 0.5 s or a maximum of 1 s.
Ein Schwellenwert kann grundsätzlich insbesondere ein absoluter Schwellenwert oder ein relativer Schwellenwert sein.In principle, a threshold value can be an absolute threshold value or a relative threshold value.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere dazu konfiguriert sein,
- - Parameter zur Ansteuerung der Abwasserpumpe,
- - Parameter eines Reglers,
- - eine obere Begrenzung einer Pumpenleistung, und/oder
- - eine untere Begrenzung einer Pumpenleistung
- - Parameters for controlling the waste water pump,
- - Parameters of a controller,
- - an upper limit of a pump capacity, and/or
- - a lower limit of a pump output
Insbesondere kann der weiter oben bereits erwähnte vorgegebene Wert und/oder der vorgegebene Bereich unabhängig vom Zuflusssignal sein. Der vorgegebene Wert und/oder der vorgegebene Bereich kann insbesondere einen optimalen Arbeitsbereich der Abwasserpumpe repräsentieren, auf welchen die Pumpe eingestellt oder geregelt wird. Es wird somit insbesondere abhängig vom Zuflusssignal die Art und Weise beeinflusst, wie ein Ziel erreicht wird, jedoch wird das Ziel an sich nicht verändert.In particular, the predetermined value and/or the predetermined range mentioned above can be independent of the inflow signal. The predetermined value and/or the predetermined range can in particular represent an optimal working range of the wastewater pump to which the pump is set or regulated. The manner in which a target is achieved is thus influenced, in particular depending on the inflow signal, but the target itself is not changed.
Mittels eines Zuflusssensors kann auch ein anfänglicher Leistungswert ermittelt werden und/oder es können ein Minimalwert und/oder ein Sollwert der Pumpenleistung aus einem Kennfeld in Abhängigkeit des Zulaufvolumenstroms bzw. Zuflusssignals ermittelt werden. Um sicherzustellen, dass das Wasser in einer Nasszelle nicht steigt, kann die Pumpenleistung trotz Kennfeld erhöht werden. Dadurch kann es zum Ansaugen von Luft kommen, welche durch die weiter oben bereits beschriebene Funktionalität erkannt wird. Die Steuerung kann dann mit einer Drosselung der Pumpleistung reagieren.An inflow sensor can also be used to determine an initial performance value and/or a minimum value and/or a target value of the pump performance can be determined from a characteristic map depending on the inflow volume flow or inflow signal. To ensure that the water in a wet room does not rise, the pump performance can be increased despite the characteristic map. This can lead to air being sucked in, which is detected by the functionality described above. The control can then react by reducing the pump performance.
Die Regelung der Abwasserpumpe kann insbesondere auf den beiden Parametern Zuflusssensor (Wahl Arbeitsbereich im Kennfeld) und Ablaufsensor (Kontrolle/Sicherstellung kein Ansaugen von Luft) erfolgen. Nach dem Abschalten des Zulaufs (Beendigung des Duschvorgangs - kein Zulaufsignal bzw. Volumenstrom mehr) kann die Abwasserpumpe weiterlaufen, bis der Luftblasensensor bzw. Abwassersensor eine vollständig entleerte Nasszelle oder einen vollständig entleerten Abfluss detektiert.The waste water pump can be controlled in particular using the two parameters inflow sensor (selection of working range in the characteristic map) and outflow sensor (control/ensuring that no air is sucked in). After the inflow is switched off (showering process ends - no more inflow signal or volume flow), the waste water pump can continue to run until the air bubble sensor or waste water sensor detects a completely empty wet room or a completely empty drain.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, die Abwasserpumpe abzuschalten, wenn das Abwassersignal mindestens für einen vorgegebenen Zeitraum unter einen Abschaltschwellenwert fällt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Abwasserpumpe abgeschaltet wird, wenn kein oder zu wenig Wasser zum Abpumpen vorhanden ist. Ein niedriges Abwassersignal zeigt insbesondere an, dass das Abwasserrohr an der Stelle des Abwassersensors ganz oder zumindest weit überwiegend mit Luft gefüllt ist.The pump control can be configured in particular to switch off the waste water pump if the waste water signal falls below a switch-off threshold value for at least a predetermined period of time. This can ensure that the waste water pump is switched off if there is no or too little water to pump out. A low waste water signal indicates in particular that the waste water pipe at the location of the waste water sensor is completely or at least predominantly filled with air.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, die Abwasserpumpe nur dann abzuschalten, wenn ein Zuflusssignal unter einen Zufluss-Abschaltschwellenwert fällt. Dies kann als Ausnahmeregelung für die gerade vorher beschriebene Funktionalität verstanden werden, d.h. auf ein Abschalten der Abwasserpumpe wird verzichtet, wenn das Zuflusssignal noch über dem Zufluss-Abschaltschwellenwert ist. Dadurch kann verhindert werden, dass die Abwasserpumpe aufgrund eines vorübergehenden Ansaugens von Luft oder einer besonders großen Luftblase abgeschaltet wird, obwohl noch Zufluss durch eine Duscharmatur erfolgt.The pump control can be configured in particular to only switch off the waste water pump if an inflow signal falls below an inflow switch-off threshold. This can be understood as an exception to the functionality just described, i.e. the waste water pump is not switched off if the inflow signal is still above the inflow switch-off threshold. This can prevent the waste water pump from being switched off due to a temporary intake of air or a particularly large air bubble, even though there is still an inflow through a shower fitting.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere dazu konfiguriert sein, basierend auf dem Abwassersignal einen Füllstand zu berechnen. Dabei kann insbesondere ein Zusammenhang zwischen Abwassersignal und Füllstand verwendet werden. Dieser kann insbesondere darauf basieren, dass bei horizontaler Durchstrahlung mit Ultraschall das Abwassersignal umso höher ist, je höher der Füllstand ist, da Wasser den Ultraschall erheblich besser leitet als Luft. Ein solcher Zusammenhang kann beispielsweise anhand einer gespeicherten Kennlinie oder anhand einer Berechnung verwendet werden.The pump control can be configured in particular to calculate a fill level based on the wastewater signal. In particular, a relationship between the wastewater signal and the fill level can be used. This can be based in particular on the fact that with horizontal ultrasound penetration, the higher the fill level, the higher the wastewater signal, since water conducts ultrasound significantly better than air. Such a relationship can be used, for example, based on a stored characteristic curve or based on a calculation.
Insbesondere kann bei einer solchen Füllstandsmessung ein Abschätzen des Füllstands im Bereich (Durchmesser Schallkeule/Durchmesser piezoelektrischer Wandler) aufgrund unterschiedlichen Intensitätspegels des Signals abgeschätzt werden. Dies kann vorzugsweise bei horizontaler Durchströmung, d.h. horizontaler Lage des Abwasserrohrs, und horizontaler Durchschallung mit Ultraschall erfolgen.In particular, such a level measurement can be used to estimate the level in the area (diameter of sound beam/diameter of piezoelectric transducer) based on different intensity levels of the signal. This can preferably be done with horizontal flow, i.e. horizontal position of the sewage pipe, and horizontal transmission with ultrasound.
Die Pumpensteuerung kann insbesondere die Abwasserpumpe ansprechend darauf aktivieren, dass das Abwassersignal bei abgeschalteter Abwasserpumpe mindestens so hoch ist wie ein Schwellenwert. Dies kann zusätzlich oder auch separat zur Einschaltfunktionalität basierend auf einem Zuflusssignal implementiert werden. Dadurch kann ein Anschalten der Abwasserpumpe beispielsweise auch dann erfolgen, wenn ein Eimer in einen Duschablauf entleert wird, was zu einem abfließenden Abwasser führt, ohne dass dies an einem Zulaufsensor detektierbar wäre.The pump control can in particular activate the waste water pump in response to the waste water signal being at least as high as a threshold value when the waste water pump is switched off. This can be implemented in addition to or separately from the switch-on functionality based on an inflow signal. This means that the waste water pump can also be switched on, for example, if a bucket is emptied into a shower drain, which leads to waste water flowing away, without this being detectable by an inflow sensor.
Das Abwassersystem kann insbesondere eine Treiberschaltung für den Ultraschallsender aufweisen, welcher insbesondere dazu konfiguriert sein kann, den Ultraschallsender mit einer Frequenz von mindestens 0,5 MHz und/oder von höchstens 4 MHz, oder von 1 MHz, anzusteuern. Derartige Werte für eine Ansteuerungsfrequenz haben sich für typische Anwendungen als vorteilhaft herausgestellt. Auch die Verwendung anderer Werte ist jedoch grundsätzlich möglich.The sewage system can in particular have a driver circuit for the ultrasonic transmitter, which can in particular be configured to control the ultrasonic transmitter with a frequency of at least 0.5 MHz and/or of at most 4 MHz, or of 1 MHz. Such values for a control frequency have proven to be advantageous for typical applications. However, the use of other values is also possible in principle.
Grundsätzlich kann für den Ultraschallsender beispielsweise ein Dickenschwinger verwendet werden. Die Arbeitsfrequenz kann typischerweise beliebig sein. Vorzugsweise ist eine Transmission der Schallwelle durch das Rohr gegeben. In principle, a thickness transducer can be used for the ultrasonic transmitter. The operating frequency can typically be any. Preferably, the sound wave is transmitted through the pipe.
Gemäß einer Ausführung weist das Abwassersystem eine Auswerteschaltung für den Ultraschallempfänger auf, welche dazu konfiguriert ist, den Ultraschallempfänger nach Gleichrichtung und/oder Glättung mit einer Abtastfrequenz von mindestens 1 kHz und/oder von höchstens 10 kHz auszulesen. Derartige Abtastfrequenzen haben sich als vorteilhaft erwiesen, da sie eine zügige Signalerfassung ermöglichen, jedoch einen übermäßigen Energieverbrauch vermeiden. Insbesondere kann die Auswerteschaltung auch eine Gleichrichtung und/oder Glättung eines vom Ultraschallempfänger direkt gelieferten Signals vornehmen. Eine Gleichrichtung kann insbesondere bedeuten, dass negative Spannungsteile in den positiven Spannungsbereich gespiegelt werden. Eine Glättung kann beispielsweise eine Tiefpassfilterung bedeuten. Gleichrichtung und/oder Glättung können auch als eigenständig verwirklichbare Merkmale verstanden werden.According to one embodiment, the sewage system has an evaluation circuit for the ultrasonic receiver, which is configured to read the ultrasonic receiver after rectification and/or smoothing with a sampling frequency of at least 1 kHz and/or at most 10 kHz. Such sampling frequencies have proven to be advantageous because they enable rapid signal acquisition, but avoid excessive energy consumption. In particular, the evaluation circuit can also rectify and/or smooth a signal supplied directly by the ultrasonic receiver. Rectification can in particular mean that negative voltage parts are mirrored in the positive voltage range. Smoothing can mean, for example, low-pass filtering. Rectification and/or smoothing can also be understood as features that can be implemented independently.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine sanitäre Anordnung mit einem Ablauf und einem Abwassersystem wie hierin beschrieben zur Entwässerung des Ablaufs. Bezüglich des Abwassersystems kann auf alle hierin beschriebenen Ausführungen und Varianten zurückgegriffen werden. Beschriebene Vorteile können entsprechend erreicht werden.The invention further relates to a sanitary arrangement with a drain and a wastewater system as described herein for draining the drain. With regard to the wastewater system, all embodiments and variants described herein can be used. The described advantages can be achieved accordingly.
Insbesondere kann die sanitäre Anordnung eine Duschanordnung sein, und der Ablauf kann insbesondere ein Duschablauf sein. Grundsätzlich kann es sich bei der sanitären Anordnung jedoch auch um eine Anordnung mit einer Badewanne, einem Waschbecken, einer Toilette oder einem Ablauf einer Waschmaschine handeln. Dabei handelt es sich um typische Anwendungen, bei welchen es vorkommen kann, dass ein vorhandenes Gefälle zum ordnungsgemäßen Ablauf von Abwasser nicht ausreicht. In diesem Fall kann durch die Verwendung des hierin beschriebenen Abwassersystems ein vorteilhaftes Abpumpen von Abwasser mittels einer Abwasserpumpe erreicht werden.In particular, the sanitary arrangement can be a shower arrangement and the drain can in particular be a shower drain. In principle, however, the sanitary arrangement can also be an arrangement with a bathtub, a washbasin, a toilet or a washing machine drain. These are typical applications in which it can happen that an existing gradient is not sufficient for the proper drainage of waste water. In this case, the use of the waste water system described here can create a Partial pumping of wastewater can be achieved by means of a wastewater pump.
Insbesondere kann durch die hierin beschriebene Ausführung vermieden werden, dass Sensorik im Abwasserbereich mit dem Abwasser in Kontakt kommt. Dadurch kann die Lebensdauer derartiger Sensorik deutlich verbessert werden. Die hierin beschriebene Ultraschallsensorik bietet praktisch eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer. Insbesondere tritt keinerlei mechanischer oder korrosiver Verschleiß auf.In particular, the design described here can prevent sensors in the wastewater area from coming into contact with the wastewater. This can significantly improve the service life of such sensors. The ultrasonic sensors described here offer a virtually unlimited service life. In particular, no mechanical or corrosive wear occurs.
Durch die hierin beschriebene Pumpensteuerung kann im Übrigen dafür gesorgt werden, dass eine Geräuschentwicklung einer Abwasserpumpe minimiert wird. Die Abwasserpumpe wird typischerweise genau so betrieben, dass sie gerade das vorhandene Abwasser absaugt und dabei möglichst wenig Luft saugt, was eine übermäßige Geräuschentwicklung vermeidet.The pump control described here can also ensure that the noise generated by a wastewater pump is minimized. The wastewater pump is typically operated in such a way that it sucks out the existing wastewater and sucks in as little air as possible, which avoids excessive noise.
Insbesondere wird ein intelligentes Duschabwasserpumpsystem bereitgestellt, welches erstmalig beispielsweise über die gezielte Signalauswertung einer Kombination von Durchflusssensor im Wasserzulauf sowie Luftblasenerkennung im Abwasserrohr (sowie optional Füllstandsmessung) energieeffizient die Leistung der Abwasserpumpe steuern kann. Die Sensoren im Ablauf können einfach in bestehende Zu- und Abwasserleitungen nachrüstbar sein (Clamp-on-System) bzw. bei Neuinstallation implementierbar sein (Sensorrohr) und erfordern meist keine aufwändigen baulichen Eingriffe in das Duschsystem. Sofern ein Abwassersensor zwischen Ablauf und Abwasserpumpe angeordnet ist, ist dieser bevorzugt möglichst nah bzw. direkt am Ablauf angeordnet. Dies erlaubt kurze Reaktionszeiten. Sofern der Abwassersensor stromabwärts zur Abwasserpumpe angeordnet ist, ist dieser bevorzugt möglichst nah bzw. direkt an der Abwasserpumpe angeordnet. Auch dadurch werden kurze Reaktionszeiten erlaubt.In particular, an intelligent shower waste water pumping system is provided which, for the first time, can control the performance of the waste water pump in an energy-efficient manner, for example through the targeted signal evaluation of a combination of flow sensor in the water inlet and air bubble detection in the waste water pipe (as well as optional level measurement). The sensors in the drain can be easily retrofitted into existing supply and waste water lines (clamp-on system) or implemented during new installation (sensor pipe) and usually do not require complex structural interventions in the shower system. If a waste water sensor is arranged between the drain and the waste water pump, it is preferably arranged as close as possible or directly on the drain. This allows short response times. If the waste water sensor is arranged downstream of the waste water pump, it is preferably arranged as close as possible or directly on the waste water pump. This also allows short response times.
Der Abwassersensor basiert insbesondere auf Transmissionsmessung von Ultraschallwellen durch ein wassergeführtes Rohr. Der piezoelektrische Wandler (Sender) sendet ein Signal, während mithilfe des Wandlers gegenüber (Empfänger) die transmittierte Schallenergie gemessen wird. Auf Grundlage der Messdaten kann eine Abwasserpumpe intelligent gesteuert werden. Ist das Abwasserrohr vollständig mit Wasser gefüllt (keine Luft im Messbereich), ist der Signalpegel hoch. Wird Luft durch die Abwasserpumpe angesaugt (Indiz für zu hohe Pumpleistung und Entstehung unerwünschter Geräusche), führt das Passieren einer Luftblase zu starker Reflexion des gesendeten Ultraschallsignals. Die in Transmission gemessene Schallenergie reduziert sich damit. Ist das Abwasserrohr nahezu vollständig mit Luft gefüllt (Indiz für vollständig entwässerte Nasszelle), ist keine transmittierte Schallenergie messbar. Auf Grundlage der Daten des Sensors aus dem Zufluss kann die Abwasserpumpe vorgesteuert werden. Beispielsweise kann eine Kennlinie oder ein Kennfeld vorgegeben werden. Mithilfe der Messdaten des Luftblasenerkennungssensors bzw. Abwassersensors im Ablauf, einer Logik (Nutzung von Signalmittelwert, Signalstandardabweichung) sowie einer Regelung, wird durch das Steuergerät ein Stellwert für die Abwasserpumpe ausgegeben.The wastewater sensor is based in particular on the transmission measurement of ultrasonic waves through a water-carrying pipe. The piezoelectric transducer (transmitter) sends a signal, while the transmitted sound energy is measured using the transducer opposite (receiver). A wastewater pump can be intelligently controlled on the basis of the measurement data. If the wastewater pipe is completely filled with water (no air in the measuring range), the signal level is high. If air is sucked in by the wastewater pump (indication of excessive pumping power and the creation of unwanted noise), the passing of an air bubble leads to a strong reflection of the transmitted ultrasonic signal. The sound energy measured in transmission is therefore reduced. If the wastewater pipe is almost completely filled with air (indication of completely drained wet room), no transmitted sound energy can be measured. The wastewater pump can be pre-controlled on the basis of the sensor data from the inflow. For example, a characteristic curve or a characteristic map can be specified. Using the measurement data from the air bubble detection sensor or wastewater sensor in the drain, a logic (use of signal mean value, signal standard deviation) and a control system, the control unit outputs a control value for the wastewater pump.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Dabei zeigen:
-
1 : eine sanitäre Anordnung, -
2 : ein Blockschaltbild, -
3 : einen Abschnitt eines Abwasserrohrs mit Abwassersensor, -
4 : einen Teil derKomponenten von 3 , -
5 : ein Abwasserrohr mit Abwassersensor, -
6 : einen Teil der Komponenten von5 , -
7 : einen Teil der Komponenten von6 , -
8 : eine schematische Ansicht von Strömungsrichtung und Durchschallung, -
9 : eine weitere schematische Ansicht von Strömungsrichtung und Durchschallung, -
10 : eine weitere schematische Ansicht von Strömungsrichtung und Durchschallung, und -
11 : einen zeitlichen Verlauf eines Abwassersignals.
-
1 : a sanitary arrangement, -
2 : a block diagram, -
3 : a section of a sewer pipe with sewage sensor, -
4 : part of the components of3 , -
5 : a sewage pipe with sewage sensor, -
6 : part of the components of5 , -
7 : part of the components of6 , -
8th : a schematic view of flow direction and sound transmission, -
9 : another schematic view of flow direction and sound transmission, -
10 : another schematic view of flow direction and transmission, and -
11 : a temporal course of a wastewater signal.
Die sanitäre Anordnung 10 weist ferner eine Duschwanne 60 mit einem darin ausgebildeten Ablauf 65 auf. Wasser aus der Dusche 50 gelangt in die Duschwanne 60 und fließt über den Ablauf 65 ab. An einem Anschlussstück 67 der Duschwanne 60 ist ein Abwasserrohr 110 angeschlossen, welches Teil eines Abwassersystems 100 ist. Das Abwassersystem 100 beinhaltet nicht nur das Abwasserrohr 110, sondern auch eine Abwasserpumpe 120, eine Pumpensteuerung 130 sowie einen Abwassersensor 200. Der Abwassersensor 200 kann grundsätzlich detektieren, ob und wie viel Wasser in dem Abwasserrohr 110 vorhanden ist und/oder welcher Anteil Luft mitgeführt wird. Der Abwassersensor 200 erzeugt daraus ein gleichgerichtetes, gemitteltes und abgetastetes Signal, welches als Abwassersignal bezeichnet wird und an die Pumpensteuerung 130 geliefert wird. Die Pumpensteuerung 130 ist ferner dazu ausgebildet, die Abwasserpumpe 120 in geeigneter Weise zu steuern. Diese Steuerung kann insbesondere als Regelung implementiert sein.The
Wie bereits weiter oben erwähnt, wird ein Durchfluss durch die Duscharmatur 30 mittels eines Zuflusssensors 40 gemessen. Ein daraus entstehendes Zuflusssignal wird zunächst an ein Vorfilter 131 geliefert, welches eine gewisse Glättung vornimmt. Das geglättete bzw. gefilterte Signal wird an eine Vorsteuerung 134 geliefert, auf deren Funktion weiter unten noch näher eingegangen wird, und wird ferner an eine Logik 135 geliefert, auf deren Funktion ebenfalls weiter unten noch näher eingegangen wird.As already mentioned above, a flow through the shower fitting 30 is measured by means of an
Mit einem in der Pumpensteuerung 130 erzeugten Pumpenleistungssignal, auf dessen Erzeugung noch genauer eingegangen wird, wird die Abwasserpumpe 120 angesteuert. Damit kann die Leistung der Abwasserpumpe 120 unmittelbar gesteuert werden. Entsprechend der Leistung der Abwasserpumpe 120 fließt mehr oder weniger Wasser durch das Abwasserrohr 110. Dies wiederum wird mittels des Abwassersensors 200 detektiert. Der Abwassersensor 200 verfügt hierzu wie weiter unten noch näher dargestellt über einen Ultraschallsender und einen Ultraschallempfänger. Diese sind so angeordnet, dass der Ultraschallsender ein Ultraschallsignal in das Abwasserrohr 110 emittiert und dieses nach Durchgang durch das Abwasserrohr und gegebenenfalls darin enthaltenes Wasser auf der anderen Seite vom Ultraschallempfänger detektiert wird. Das Signal ist dementsprechend umso höher, je weniger Luft sich in dem Abwasserrohr 110 befindet. Dies gibt einen Hinweis auf die Angemessenheit der Leistung der Abwasserpumpe 120.The
Typischerweise soll die Abwasserpumpe 120 immer so betrieben werden, dass eine geringe Menge Luft mitgesaugt wird. Ansonsten bestünde die Gefahr, dass sie zu wenig saugt, beispielsweise wenn keine Luft gesaugt wird. Eine solche geringe Menge Luft äußert sich typischerweise darin, dass das Abwassersignal des Abwassersensors 200 etwas unterhalb, beispielsweise bei 90 % bis 95 %, des maximalen Werts liegt. Dementsprechend ist in der Pumpensteuerung 130 ein Sollwertgeber 136 vorgesehen, welcher einen vorgegebenen Wert als Sollwert liefert. Dieser ist typischerweise fest vorgegeben und/oder konstant, insbesondere ist er unabhängig vom Zuflusssignal.Typically, the
Das Abwassersignal wird von dem Abwassersensor 200 an eine Logik 135 geliefert, welche das Abwassersignal weiter auswertet und anschließend einem Differenzglied als negativer Eingang zuleitet. Der vom Sollwertgeber 136 erzeugte Sollwert wird dem Differenzglied als positiver Eingang zugeleitet. Dadurch wird eine Differenz zwischen einer tatsächlich vorhandenen und einer Soll-Pumpenleistung gebildet. Diese Differenz wird an einen Regler 132 geliefert, welcher ein Regelsignal erzeugt, aus welchem das Pumpenleistungssignal gebildet wird bzw. welches das Pumpenleistungssignal darstellt. Dieses wird einer Stellwertbegrenzung 133 zugeleitet, welche dazu ausgebildet ist, das Pumpenleistungssignal nach unten und oben zu begrenzen. Somit kann eine einfache Regelung der Abwasserpumpe 120 erzeugt werden.The waste water signal is delivered from the
Das von dem Vorfilter 131 gelieferte Zuflusssignal wird an die bereits erwähnte Vorsteuerung 134 geliefert. Diese erzeugt Parameter für den Regler 132, also insbesondere jeweilige Parameter für eine proportionale, integrale und/oder differentiale Regelung. Diese Parameter können dafür sorgen, dass der Regler 132 in einem Kennfeld betrieben wird, welches an den erwarteten Zulauf angepasst ist. Beispielsweise kann ein umso schnelleres Ansprechen implementiert werden, je höher das Zuflusssignal ist.The inflow signal supplied by the pre-filter 131 is supplied to the previously mentioned
Die Vorsteuerung 134 erzeugt auch obere und untere Begrenzungen für die Stellwertbegrenzung 133 abhängig von dem Zuflusssignal. Dadurch kann eine maximale und/oder minimale Pumpenleistung an den Zufluss angepasst werden. Beispielsweise kann eine obere und/oder eine untere Begrenzung umso höher eingestellt werden, je höher das Zuflusssignal bzw. der Zufluss ist. Zudem können beide Begrenzungen auf Null gesetzt werden, um die Abwasserpumpe 120 abzuschalten, beispielsweise wenn eine bestimmte Zeit lang keine Zufluss mehr registriert wurde.The
Das Zuflusssignal wird auch an die Logik 135 geliefert. Die Logik 135 ist dazu ausgebildet, das Zuflusssignal auf instantane Änderungen zu überprüfen. Eine instantane Änderung kann beispielsweise auftreten, wenn eine Duscharmatur instantan deutlich weiter geöffnet oder geschlossen wird. Dies erzeugt typischerweise eine Änderung im Zuflusssignal, welche innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums, insbesondere eines sehr kurzen Zeitraums, größer ist als ein vorgegebener absoluter oder relativer Schwellenwert. Dies kann als instantane Änderung bezeichnet werden. Auf eine solche erkannte instantane Änderung kann die Logik 135 ihr Ausgangssignal ebenfalls instantan ändern. Darunter kann insbesondere verstanden werden, dass das Ausgangssignal innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums, insbesondere eines sehr kurzen Zeitraums, um mindestens einen absoluten oder relativen Schwellenwert geändert wird. Auch eine anderweitige Beeinflussung des Pumpenleistungssignals zur Durchführung einer instantanen Änderung ist möglich. Beispielsweise kann eine entsprechende Funktionalität auch im Regler 132 implementiert sein.The inflow signal is also supplied to the
Zum Abdichten dient eine Gummidichtung 155, welche obenseitig unterhalb des in
Durch die Ausführung der
Obenseitig weist der erste Teil 210 einen ersten Deckel 212 auf. Ebenso weist der zweite Teil 220 untenseitig einen zweiten Deckel 222 auf.The
Wie in
Zunächst wird der Duschvorgang gestartet. Dabei befindet sich noch im Wesentlichen Luft im Abwasserrohr. Wenn sich das Abwasserrohr mit Wasser füllt, wird die Abwasserpumpe gestartet. Sie läuft dann zunächst und fördert Abwasser, wodurch auch eine gewisse Menge Luft mitgefördert wird, was dazu führt, dass das Abwassersignal zwar deutlich ansteigt, jedoch nicht seinen maximalen Wert annimmt. Die mitgeförderte Luft verhindert, dass der maximale Wert des Abwassersignals erreicht wird.First, the shower process is started. There is still mainly air in the wastewater pipe. When the wastewater pipe fills with water, the wastewater pump is started. It then runs and pumps wastewater, which also pumps a certain amount of air, which means that the wastewater signal increases significantly but does not reach its maximum value. The pumped air prevents the maximum value of the wastewater signal from being reached.
Wird das Fördervolumen zu groß bzw. fließt temporär weniger Wasser ab, so wird Luft gefördert und das Abwassersignal sinkt deutlich ab. Dies ist an drei Stellen in der horizontalen Mitte von
Wenn der Duschvorgang zu Ende ist, so wird das Rohr leergepumpt und das Abwassersignal fällt dementsprechend wieder auf null ab. Dies entspricht insbesondere einem Zustand, in welchem sich in dem Abwasserrohr praktisch ausschließlich Luft befindet. Die Abwasserpumpe wird dann abgeschaltet, da ein weiteres Pumpen nicht mehr benötigt wird. Sammelt sich anschließend nachlaufendes Wasser im Abwasserrohr, so steigt das Abwassersignal nochmal an und führt zu einem Aktivieren der Abwasserpumpe. Wenn die Abwasserpumpe das Abwasser vollends abgesaugt hat, fällt das Signal wieder ab, und die Abwasserpumpe wird für diesen Duschvorgang endgültig abgeschaltet.When the showering process is over, the pipe is pumped dry and the waste water signal drops back to zero. This corresponds in particular to a state in which there is practically only air in the waste water pipe. The waste water pump is then switched off because further pumping is no longer required. If water then collects in the waste water pipe, the waste water signal rises again and leads to the waste water pump being activated. When the waste water pump has completely sucked out the waste water, the signal drops again and the waste water pump is finally switched off for this showering process.
Insgesamt kann durch die hierin beschriebenen Mechanismen eine besonders energiesparende Arbeitsweise der Abwasserpumpe erreicht werden, da diese immer auf einem Leistungsniveau gehalten wird, welches für das derzeit zu fördernde Abwasservolumen ideal ist.Overall, the mechanisms described here can achieve a particularly energy-saving operation of the wastewater pump, as it is always kept at a performance level that is ideal for the wastewater volume currently to be pumped.
Es sei verstanden, dass Steuerungsaspekte, welche hierin mit Bezug auf eine Anordnung oder Vorrichtung genannt sind, grundsätzlich auch als Verfahrensaspekte verstanden werden können. Diese können entsprechend auch als Verfahren beansprucht werden.It should be understood that control aspects mentioned herein with reference to an arrangement or device can in principle also be understood as method aspects. These can accordingly also be claimed as methods.
Es sei darauf hingewiesen, dass in den Ansprüchen und in der Beschreibung Merkmale in Kombination beschrieben sein können, beispielsweise um das Verständnis zu erleichtern, obwohl diese auch separat voneinander verwendet werden können. Der Fachmann erkennt, dass solche Merkmale auch unabhängig voneinander mit anderen Merkmalen oder Merkmalskombinationen kombiniert werden können.It should be noted that in the claims and in the description, features may be described in combination, for example to facilitate understanding, although they may also be used separately. The person skilled in the art will recognize that such features may also be combined independently of one another with other features or combinations of features.
Rückbezüge in Unteransprüchen können bevorzugte Kombinationen der jeweiligen Merkmale kennzeichnen, schließen jedoch andere Merkmalskombinationen nicht aus.References in subclaims may indicate preferred combinations of the respective features, but do not exclude other combinations of features.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- sanitäre Anordnungsanitary arrangement
- 2020
- erste Zuflussleitungfirst inflow line
- 2525
- zweite Zuflussleitungsecond inflow line
- 3030
- DuscharmaturShower fitting
- 3232
- erster Reglerfirst controller
- 3434
- zweiter Reglersecond controller
- 4040
- ZuflusssensorInflow sensor
- 5050
- DuscheShower
- 5555
- DuschschlauchShower hose
- 6060
- DuschwanneShower tray
- 6565
- AblaufSequence
- 6767
- AnschlussstückConnector
- 100100
- AbwassersystemSewage system
- 110110
- Abwasserrohrsewer pipe
- 120120
- AbwasserpumpeSewage pump
- 130130
- PumpensteuerungPump control
- 131131
- VorfilterPrefilter
- 132132
- ReglerController
- 133133
- StellwertbegrenzungControl value limitation
- 134134
- VorsteuerungPre-control
- 135135
- Logiklogic
- 136136
- SollwertgeberSetpoint generator
- 150150
- abnehmbarer Abschnittremovable section
- 152152
- lokale Verbreiterunglocal widening
- 154154
- oberer Deckelupper lid
- 155155
- GummidichtungRubber seal
- 156156
- unterer Deckellower cover
- 160160
- AusnehmungRecess
- 200200
- AbwassersensorWastewater sensor
- 202202
- UltraschallsenderUltrasonic transmitter
- 204204
- UltraschallempfängerUltrasound receiver
- 205205
- GehäuseHousing
- 206206
- Dichtungpoetry
- 208208
- BuchseRifle
- 210210
- erster Teilfirst part
- 212212
- erster Deckelfirst lid
- 220220
- zweiter Teilsecond part
- 222222
- zweiter Deckelsecond lid
- 230230
- SchraubenScrews
- 240, 245240, 245
- AbstandshalterSpacers
- 250250
- NiederhalterHold-down clamp
- 260260
- AnkopplungselementCoupling element
Claims (30)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022126411.4A DE102022126411A1 (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Sewage system for sanitary arrangement and sanitary arrangement |
| PCT/EP2023/078247 WO2024079214A2 (en) | 2022-10-11 | 2023-10-11 | Waste water system for a sanitary arrangement, and sanitary arrangement |
| EP23789908.3A EP4601518A2 (en) | 2022-10-11 | 2023-10-11 | Waste water system for a sanitary arrangement, and sanitary arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE102022126411.4A DE102022126411A1 (en) | 2022-10-11 | 2022-10-11 | Sewage system for sanitary arrangement and sanitary arrangement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102022126411A1 true DE102022126411A1 (en) | 2024-04-11 |
Family
ID=88413033
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| DE (1) | DE102022126411A1 (en) |
| WO (1) | WO2024079214A2 (en) |
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2022
- 2022-10-11 DE DE102022126411.4A patent/DE102022126411A1/en active Pending
-
2023
- 2023-10-11 EP EP23789908.3A patent/EP4601518A2/en active Pending
- 2023-10-11 WO PCT/EP2023/078247 patent/WO2024079214A2/en not_active Ceased
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| Title |
|---|
| Ultraschall-Durchflussmesser. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 27.04.2022. https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ultraschall-Durchflussmesser&oldid=222410006 [abgerufen am 31.05.2023] * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024079214A2 (en) | 2024-04-18 |
| WO2024079214A3 (en) | 2024-06-06 |
| EP4601518A2 (en) | 2025-08-20 |
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