EP4455414A1 - Trink- und brauchwassersystem - Google Patents

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Publication number
EP4455414A1
EP4455414A1 EP24170731.4A EP24170731A EP4455414A1 EP 4455414 A1 EP4455414 A1 EP 4455414A1 EP 24170731 A EP24170731 A EP 24170731A EP 4455414 A1 EP4455414 A1 EP 4455414A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
water
circulation
drinking
supply line
water system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24170731.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Spöler
Jan Rübsamen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebr Kemper GmbH and Co KG
Original Assignee
Gebr Kemper GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebr Kemper GmbH and Co KG filed Critical Gebr Kemper GmbH and Co KG
Publication of EP4455414A1 publication Critical patent/EP4455414A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00—Water main or service pipe systems
    • E03B7/04—Domestic or like local pipe systems
    • E03B7/045—Domestic or like local pipe systems diverting initially cold water in warm water supply

Definitions

  • the present invention relates to a drinking and service water system.
  • a generic drinking and service water system is from the DE 10 2019 217 903 A1 known.
  • a control unit is connected to a circulation pump so that the circulation pump can be switched off before or during a flushing process.
  • the decision to switch the pump on or off is made based on the presence of a flushing process.
  • the object of the present invention is to provide clean drinking and service water with the lowest possible water consumption.
  • the drinking and service water system of the present invention is designed as a cold water system. It comprises a transfer point from the public water supply network, via which a supply line leading to at least one consumer is fed with fresh cold water in one flow direction.
  • a circulation line is provided in which a circulation pump is arranged.
  • the drinking and service water system comprises a device for cooling and/or cleaning water, which is arranged in the circulation line.
  • the drinking and service water of the present invention is characterized by a control unit which is connected for control purposes to the circulation pump and to a flow sensor arranged in the supply line, which control unit is designed to decide whether the circulation pump is switched on or off based on a measured value of the flow sensor.
  • water can preferably be understood as "clean” if the concentration of all contaminants in the water is so low that the water is considered harmless to health. Certain limit values for contaminants can also be defined, so that water is considered clean if the concentration of contaminants falls below this defined limit.
  • a "drinking and service water system” can preferably be understood as a water supply network for a single or multiple floors of a building.
  • the drinking and service water system can, for example, extend over multiple floors of a building and thus supply the individual floors with water.
  • the water is fed to consumers. These can in particular be all These can be water connections in a building, such as taps, shower and bathroom facilities and other household appliances that require water to operate, such as washing machines, dishwashers or irrigation systems.
  • a transfer point is provided between the drinking and service water system and the public water supply network. This is where the public water supply network merges into the drinking and service water system. The drinking and service water system therefore draws cold water from this transfer point.
  • a "supply line” can preferably be understood as a line of the drinking and service water system that extends from the transfer point to at least one of the consumers. Accordingly, the supply line supplies the consumers with fresh cold water from the public supply network. However, the supply line can also supply the consumers with fresh cold water that does not come directly and exclusively from the public supply network, but circulates within the drinking and service water system, is treated and is thus fed back into the supply line as fresh cold water. It is therefore conceivable that the supply line supplies the consumers with cold water that partly flows in fresh from the public water supply network and partly has already circulated in the circulation system of the drinking and service water system and has been fed back into the supply line.
  • the "flow direction" in the drinking and service water system is defined as the flow direction of the water towards at least one of the consumers.
  • the water can also continue to flow in the flow direction behind the consumers within the drinking and service water system, as it flows back towards the consumers via a circulation system.
  • the "circulation line” can be understood as the water line to the consumers within the drinking and service water system that carries water back into the supply line behind the consumers in the direction of flow.
  • the circulation line carries water that has not been used by the consumers back into the supply line.
  • the circulation line begins behind the last consumer and typically has a smaller nominal diameter than the supply line.
  • the circulation pump which is arranged in the circulation line, provides the necessary pumping capacity to pump the water back into the supply line or to circulate it in the drinking and service water system.
  • the term "device” can be understood to mean, for example, a device for cooling water, which is also simply referred to as a "cooling device". Since increased water temperatures promote the proliferation of bacteria in the water, it is known in the art to cool water within a circulation system. By means of the cooling device, the water that circulates in the circulation line and is fed back into the supply line can be cooled and thus made available again in the supply line as cold water. Such a cooling device can continuously cool the water down as it flows through it.
  • the term "device” in the present context can be understood as a device for cleaning water.
  • the water can be cleaned as it flows through the device.
  • the device for cleaning water can preferably be a cleaning device that can continuously clean the water flowing through it.
  • the cleaning device can be cleaning using UV light, ultrafiltration or chlorination.
  • “Cleaning” can therefore preferably be understood as removing impurities in the water, such as germs.
  • Germs describes an increased concentration of germs in the water.
  • the "flow sensor” can preferably be understood as a sensor that detects whether there is a flow of water at a certain point or in a certain area of the drinking and service water system. It is conceivable that the flow sensor can also detect further measured values for the medium flowing through. For example, in an advantageous embodiment, a flow sensor can also detect a flow rate or a volume flow.
  • the circulation pump can be controlled via the control connection of the flow sensor to the circulation pump, for example switched on or off, depending on the measured value of the flow sensor.
  • the "control connection” can preferably be understood to mean a wired and/or wireless connection via which signals can be transmitted.
  • measured values can be transmitted via the control connection from a sensor, such as flow sensors or concentration detection means, to the control unit.
  • Signals can also be transmitted from the control unit to other elements that are connected to it. For example, these can be signals for controlling pumps and valves.
  • the control connections to the control unit advantageously include signal-emitting and signal-receiving connections in order to generate a control of certain elements and processes.
  • the water in the drinking and service water system can also be affected by metal or plastic contamination. tiny metal or plastic parts in the water which can concentrate to a larger extent when the water is circulating and thus form a concentration that is hazardous to health.
  • metal connection points in the pipe system which is otherwise made of plastic
  • the oxygen contained in the water is also carried past these connection points. This can cause the oxygen to react at these connection points.
  • This reaction can lead to an increased concentration of metals in the drinking and service water, even if the water is mostly made of plastic. Since the water circulates in typical drinking and service water systems, this type of contamination occurs more frequently. It goes without saying that this type of metal contamination can also occur within the supply line or within the public supply network.
  • Flushing processes within the drinking and service water system are generally known from the state of the art. These serve to drain contaminated water from the system. Long periods of inactivity or high temperatures can, for example, cause germs to form in the water. The contaminated water is drained away so that clean cold water can flow in.
  • the water in the system can be circulated and cooled down. Circulation takes place via the circulation line and cooling down using appropriate water cooling devices. As with the flushing processes, water circulation is only necessary if insufficient water is being used or consumed. Only if the water is used or consumed too little does water stagnate in the system and microbiological contamination form. However, since the oxygen contained in the water is pumped past any metal connection points in the pipe system, especially the circulation system, during circulation, an increased circulation volume also leads to a higher concentration of metals in the water. Therefore, as little circulation as possible is desirable.
  • the flow sensor can detect a flow in the supply line.
  • the control unit which is connected to the flow sensor, can then decide on the basis of the measured values recorded by the flow sensor whether a circulation process is required. In this way, circulation processes through the circulation lines can be avoided, which are not required for hygienic reasons but would contribute to a higher concentration of metals and plastics in the water.
  • a signal is passed from the control unit to the circulation pump to switch it on when a circulation process is to take place or off when no circulation is to take place. It is conceivable that the flow is continuously monitored and the control unit decides whether the circulation pump is to be switched on or off.
  • the drinking and service water system preferably comprises a flushing unit downstream of the consumer in the direction of flow for draining water from the drinking and service water system.
  • contaminated water from the drinking and service water system can be drained into the public sewage network.
  • the contaminated water does not circulate any further and does not return to the supply line, where it would return to the consumers. It is conceivable that some of the contaminants can be removed by the device for cleaning water in the circulation line. However, the water can also be contaminated by metals or plastics that cannot be removed by the cleaning device, so that the water contaminated in this way is preferably drained from the drinking and service water system.
  • the "flushing unit” can preferably be understood to mean a unit that includes a drain valve or similar for draining the water into the public sewage network and a line branching off from the circulation line for draining the water.
  • the flushing unit can be connected to the control unit for control purposes so that the control unit can send appropriate signals to the flushing unit as to when a flushing process should be initiated.
  • control unit is connected to the flushing unit in terms of control, wherein the control unit is designed to decide, based on a measured value of the flow sensor, whether the water is to be drained via the flushing unit so that flow-dependent flushing can take place.
  • the flushing unit is advantageously connected to the circulation line. This ensures that drinking water without a worrying concentration of metals, plastics or other contaminants is available at an expected time of use, as contaminated water is flushed out via the flushing unit before a consumer draws water. This means that contaminated water is no longer fed back into the supply line and thus to the consumer's point of use.
  • the supply line comprises a main supply line through which all the water provided by the transfer point flows, which extends from the transfer point to an end piece, and comprises a branch at which the entire water flow in the main supply line 21 is divided for the first time into a partial supply line 22.
  • the entire water flow in the main supply line is divided to a single floor or apartment of a building.
  • main supply line which is preferably designed in the form of a riser pipe
  • supply sub-lines can lead to individual floors or apartments.
  • additional supply sub-lines preferably branch off from the main supply line in the direction of flow behind the branch.
  • the supply line is divided into the main supply line and the supply sub-lines, which advantageously extend to the individual floors of a building in order to be able to supply residential units separately with cold water.
  • individual supply sub-lines could be examined in order to examine their flow in order to be able to determine what the flow or consumption of individual apartments or floors is.
  • the "main supply line” can be understood as the part of the supply line that is directly connected to the transfer point and thus to the public water supply network.
  • the main supply line all of the water provided by the transfer point advantageously flows.
  • water from the drinking and service water system that is returned or circulated via the circulation line can also flow through the main supply line.
  • the main supply line includes a branch at which this one water flow is divided for the first time.
  • the main supply line is preferably designed in the form of a riser pipe.
  • the main supply line extends beyond the branch and preferably reaches up to the end piece of the riser pipe, which in the present context can be understood as the highest point of the riser pipe or the main supply line.
  • the end piece is preferably arranged at the level of the highest supply sub-line or the highest floor to be supplied with cold water.
  • the main supply line extends over all floors or levels of a building in order to reach up to every floor height. Individual supply sub-lines can then branch off from the main supply line for each floor.
  • the "supply sub-lines” can be understood as the sections of the supply line that are provided between the main supply line and the consumers.
  • the supply sub-lines supply consumers in individual apartments or floors with cold water. It is conceivable that a first supply sub-line in the direction of flow originates at the branch from the main supply line and leads to a first floor or apartment. In particular, this supply sub-line can lead to different consumers on a single floor or apartment.
  • Supply sub-lines are preferably designed in the form of floor lines that are laid on a floor. These originate from the main supply line at the level of the respective floor and reach up to the consumers on the same floor. The riser line thus extends over all floors of a building and floor lines lead from the riser line to the respective floors in order to supply cold water to them.
  • the flow sensor is arranged in the main supply line, which can be used to determine whether the consumers are using enough water or whether there is a sufficient flow from the main flow provided via the transfer point.
  • the entire flow of the main flow provided via the transfer point, including the water returned through the circulation line, can also be measured by the flow sensor.
  • the flow sensor can be arranged between the transfer point and the branch, since the entire main flow provided via the transfer point, including the water returned through the circulation line, flows through this area.
  • the flow sensor is located in the supply line. This way, the flow of each individual supply line can be recorded. This makes it possible to determine whether there is a sufficiently high flow or water usage in certain supply lines so that only circulation is required within certain supply lines. This makes it possible, for example, to identify certain apartments or floors where the water has been standing in the pipes for too long. This could, for example, only circulate in the affected pipes.
  • the circulation line advantageously comprises at least one circulation manifold and several circulation sub-lines that flow into the circulation manifold.
  • the circulation line particularly preferably comprises exactly one circulation manifold.
  • individual floors or apartments can have their own circulation sub-lines that are combined to form a common circulation manifold.
  • the water in the system can circulate in a particularly simple manner via the exactly one circulation manifold. This means that the water from all circulation sub-lines of the circulation line can also circulate together.
  • the water from all circulation sub-lines can also be drained together via the circulation manifold. It is also conceivable that only the water in individual circulation sub-lines circulates or is flushed through if it is not required in other circulation sub-lines. In conjunction with the corresponding supply sub-lines, for example, only the water in pipes on certain floors or apartments can be drained or the water in them can circulate.
  • the "circulation sub-line” can be understood as the section of the circulation line which is arranged downstream of the last consumer on a floor or apartment in the direction of flow and thus represents the line for the circulation of a supply sub-line of the corresponding floor.
  • the individual circulation sub-lines are preferably brought together to form the circulation manifold, whereby the "circulation manifold" in the present context can preferably be understood as the section of the circulation line downstream of the circulation sub-lines in the direction of flow.
  • the circulation manifold extends from the point at which the circulation sub-lines are brought together again to a connection point.
  • the connection point defines the point at which the circulation line is connected to the supply line and the circulation line leads the circulating water back into the supply line.
  • a circulation control valve is arranged in the circulation sub-line and is connected to the control unit.
  • the "circulation control valve” can be understood to mean, for example, a valve that is designed to block or release a flow. It is also conceivable that this is designed to only allow a certain reduced flow. If, for example, a sufficiently high water usage, i.e. a sufficiently high flow, has been determined for individual supply lines, no circulation or flushing process is required for this supply line. In this case, the corresponding circulation line or its flow path could be shut off by the circulation control valve so that no circulation volume flow flows in it. If the flow in the corresponding supply line decreases so much that a circulation process is required again, the circulation control valve and thus the flow path can be opened again. It is conceivable that only the lines with an unrecorded and insufficient flow circulate.
  • At least one concentration detection means for detecting the concentration of metal or plastic impurities in the water is arranged in the supply line.
  • the concentration detection means for detecting the concentration of metal or plastic impurities in the water is arranged in the circulation line. This concentration detection means can detect the metal or plastic impurities in the water in different areas of the drinking and service water system.
  • the concentration detection device can be understood to mean any device that can detect the concentration of metal contaminants or plastic contaminants in the water.
  • this device could measure the amount of metal ions or plastic particles in the water.
  • the concentration detection device could also measure the turbidity of drinking water in order to be able to determine whether there is a corresponding contamination.
  • metal or plastic contaminants can get into the water when the water circulates through the pipe system.
  • appropriate concentration detection devices can advantageously be used.
  • the concentration detection device can continuously detect the concentration of metal contaminants or plastic contaminants in the water, so that the concentration detection device can output a measured value of the current concentration at any time or pass it on to the control unit. This makes it possible to measure the metal or plastic contaminants live.
  • the concentration detection device which is arranged in the supply line and/or in the circulation line, can detect the degree of contamination of the water.
  • the "degree of contamination” can be understood as the microbiological contamination of the water, for example by bacteria and viruses.
  • the concentration measuring device is arranged in the direction of flow between the device for cooling and/or cleaning the water and a connection in the circulation line that connects the circulation line to the supply line.
  • the water has flowed through most of the drinking and service water system and has thus flowed past as many connection points in the pipe system as possible through which metal or plastic contaminants can settle in the water.
  • the concentration of metal or plastic contaminants with which the water is fed back into the supply line can therefore be measured.
  • the concentration detection means is arranged in the flow direction between the transfer point and a connection point in the supply line that connects the circulation line to the supply line. In this way, the concentration of metal or plastic contaminants in the water that is transferred from the public supply network to the drinking and service water system can be detected.
  • different measuring points or arrangements of the concentration detection device can be advantageously combined. For example, it can be determined whether the impurities in the water are introduced via the house connection or whether the concentration of these impurities only accumulates within the circulation system. It is also possible to identify zones of the pipe system that contribute particularly strongly to metal or plastic contamination in the water.
  • the concentration detection device is arranged in the flow direction between the circulation control valve and the flushing unit in the circulation line.
  • the concentration detection device is preferably arranged in the circulation sub-line.
  • the concentration detection device can record live, i.e. the current concentration in the circulation system, in order to be able to react to increased concentrations.
  • the concentration detection device can preferably be arranged in the circulation manifold. Since the circulation sub-lines are brought together in this This positioning of the concentration detection device can provide information about the concentration of metal or plastic contaminants in the water within the circulation line as a whole.
  • the concentration detection means can comprise a sensor, since sensors enable a constant or live measurement of a specific measured value. This makes it possible to continuously monitor whether the measured value exceeds a defined limit. For example, when a defined limit is reached, a flushing process can be carried out and the water with too high a concentration can be drained off.
  • the concentration recording device can include an automatic sampling and evaluation device. This records measured values by automatically taking samples and evaluating them at a definable interval, so that contamination by germs in particular can be recorded continuously. It is conceivable that the sampling and evaluation devices can also record the concentration of metal or plastic contamination in the water.
  • the control unit is advantageously connected to the flow sensor and to the concentration detection means for control purposes.
  • the control unit is preferably set up to decide, based on measured values from the flow sensor and the concentration detection means, whether it is necessary to drain the water via the flushing unit.
  • the control unit can determine a connection between exchanged water and reduction in concentration in a certain period of time using the flow detected by the flow sensor and the concentration of metal or plastic contaminants detected by the concentration detection means. Such a connection can also be determined using the flow detected by the flow sensor and the contamination detected by the concentration detection means. For example, this connection can be a certain increase in concentration in percentage points per hour. The control unit can therefore conclude that dilution is sufficient.
  • dilution can preferably be understood to mean that water with a certain concentration of metal or plastic contamination is mixed with water with a lower concentration of metal or plastic contamination, so that the overall concentration of metal or plastic contamination in the water is lower than the concentration that the high concentration water had before mixing.
  • the water is therefore "diluted” in terms of the concentration of metal or plastic contamination and germs. It is conceivable that only part of the water with too high a concentration is drained off and new cold water flows in, which mixes with the rest of the water with too high a concentration.
  • the mixed water can be diluted sufficiently so that its concentration is below a certain limit.
  • the amount required for a corresponding dilution can be determined via the control unit. The dilution leads to a purification of the water.
  • cleaning can preferably be understood as the dilution of the water, which leads to the concentration of undesirable contaminants in the water, such as metal or plastic contaminants, being reduced to such an extent that it falls below a defined limit and is no longer considered contaminated with regard to metal or plastic contaminants. This also applies to other contaminants, such as microbiological contaminants.
  • the contaminants themselves are not directly removed from the water, i.e. the water itself is not cleaned. The cleaning takes place passively via dilution. During cleaning, germs, viruses, bacteria or similar are removed from the water using UV light, chlorination or disinfection, for example, i.e. the water itself is cleaned.
  • control unit is set up to determine a flushing quantity that is required to clean the contaminated water based on measured values from the flow sensor and the concentration detection device. In this way, valuable drinking water can be saved because the entire amount of water in the pipes does not have to be replaced.
  • the control unit can determine just the sufficient amount of water that is required for dilution so that the concentration does not exceed a defined limit or falls below a defined limit.
  • a length X is defined along the circulation manifold, starting from the concentration detection means to the flushing unit, where X is at least so large that the time that the water needs to flow through the length X of the circulation manifold is less than the time that the concentration detection means need to detect a concentration and the control unit needs to determine the flushing quantity.
  • the concentration detection means must firstly be placed in front of the flushing unit and secondly the time delay must be caused by section X.
  • the control unit must determine the flushing time before the contaminated water or water with too high a concentration has flowed past the flushing unit.
  • the length "X" can preferably be understood as a defined line section in the circulation line. This section extends from a concentration detection means, which is arranged in the circulation line, to the flushing unit. In particular, the section extends to a point at which the flushing unit is connected to the circulation line via its own supply line.
  • the current concentration of metal or plastic contamination or the degree of contamination in the circulation line can be measured so that these concentrations can be monitored live and a targeted response can be made.
  • the system can be intervened in and, for example, flushed in a targeted manner or with a certain amount of water.
  • the control unit includes a self-learning algorithm.
  • the self-learning algorithm is a KI unit.
  • AI can preferably be understood as “artificial intelligence", the meaning of which is generally known in the specialist world.
  • the control unit evaluates the measured values recorded by the flow sensor and can use these measured values to conclude that the water is being used sufficiently by the consumers, so high that no circulation or flushing process is required. In this case, the control unit automatically switches off the circulation pump if necessary.
  • the self-learning algorithm can be used to determine extraction times that indicate at which times there is a sufficiently high flow or a sufficiently high use of the water by the consumers will take place or is to be expected.
  • the flow sensor is a water meter.
  • water meters can provide precise information about the amount of water flowing through.
  • water meters are usually used in drinking and domestic water systems directly at the transfer point anyway, since this amount must be recorded precisely in order to bill the supplier for the amount of water used. Water meters are usually calibrated for this purpose. Accordingly, individual flow sensors or water meters can also be provided for the individual supply lines. The water quantities of individual residential units are usually recorded by water meters. This means that no additional separate sensors that serve as flow sensors would have to be installed.
  • Advantageous flow sensors in the form of water meters are usually already present in a drinking and domestic water system.
  • a drinking and service water system 10 is designed as a cold water system.
  • the drinking and service water system 10 comprises a transfer point 11 from the public water supply network.
  • a supply line 20 leading to consumers 12 is fed with fresh cold water in a flow direction 13 via the transfer point 11.
  • the drinking and service water system 10 comprises a circulation line 30 in which a circulation pump 33 is arranged.
  • a cooling device 34 is arranged in the circulation line 30. It is conceivable that a cleaning device 34 is also provided cumulatively or alternatively to the cooling device 34.
  • the supply line 20 of the present embodiment comprises a main supply line 21 in the form of a riser pipe and three supply sub-lines 22 in the form of floor lines, which are distributed in one floor.
  • the supply sub-lines 22 originate from the main supply line 21 at the height of the respective floors.
  • the main supply line 21 is directly connected to the transfer point 11, so that all the water provided by the transfer point 11 flows through the main supply line 21.
  • the main supply line 21 comprises a first branch 25, at which the entire water flow of the main supply line 21 is divided for the first time into a supply sub-line 22, for example to an individual residential unit.
  • the Supply line 22 supplies the corresponding consumers 12 with cold water.
  • the main supply line 21 extends from the transfer point 11 to its end piece 26, which in the present embodiment is provided at the level of the top floor or the supply line 22 of the top floor.
  • a circulation line 30 comprises three circulation sub-lines 32, which flow into a common circulation manifold 31 in the direction of flow 13.
  • the number of circulation sub-lines 32 corresponds to the number of supply sub-lines 22, so that the water from each supply sub-line 22 can flow or circulate behind the consumers 12.
  • the circulation sub-lines 32 are arranged downstream of the consumers 12 in the direction of flow 13. Cold water that was provided to the consumers 12 by the supply sub-lines 22, but not used, can be passed on via the circulation sub-lines 32, which are assigned to the corresponding supply sub-lines 22.
  • the water in the present drinking and service water system 10 can thus circulate via the circulation line 30.
  • the water from the individual circulation sub-lines 32 is collected in a common circulation manifold 31. In the flow direction 13, the circulation manifold 31 is thus arranged downstream of the circulation sub-lines 32.
  • the water flows via the circulation line 30 through a cooling device 34 in which the water is cooled. This prevents the water from heating up and microbiological contamination, such as germs, from forming, which are primarily formed at warmer temperatures.
  • the circulation pump 33 is arranged in the circulation line 30 in the flow direction 13 behind the cooling device 34, which provides the required delivery capacity to convey the water through the circulation line 30 and thus enable circulation of the water.
  • the circulation is created by the circulation line 30 being connected to the supply line 20 at a connection point 24.
  • the connection point 24 is located in the main supply line 21 of the supply line 20.
  • the water in the drinking and service water system 10 therefore circulates from the supply line 20 via the circulation line 30 back into the supply line 20.
  • both fresh water from the public supply network and the circulated and cooled water from the circulation line 30 flow when water is consumed by at least one consumer 12.
  • a flow sensor 23 is arranged in the main supply line 21.
  • the flow sensor 23 is connected for control purposes to a control unit 40.
  • the control unit 40 is also connected for control purposes to the circulation pump 33.
  • the flow sensor 23 detects whether or not there is a flow in the main supply line 21. A flow of water occurs when the consumers 12 consume water, because water then flows through the supply line 20. Accordingly, the flow can also be used to determine whether water is being used, and thus also to determine the water usage of the consumers 12. It is conceivable that the flow sensor 23 can additionally detect the specific amount of water.
  • control unit 40 By connecting the control unit 40 to the flow sensor 23 and the circulation pump 33, the control unit 40 can decide, based on a measured value of the flow sensor 23, whether the circulation pump 33 is switched on or off and send the corresponding signal to switch the circulation pump 33.
  • a circulation process in the drinking and service water system 10 is only necessary if water remains in the system's pipes for too long, as microbiological contamination may then form in the water. To prevent this, the water in the pipes must circulate in good time and preferably be cooled or cleaned by the device 34.
  • the flow of water in all pipes ensures that oxygen contained in the water flows past metal connection points of the otherwise plastic piping system.
  • the oxygen can be chemically reduced and thus cause oxidation of the metals at the connection points. This can lead to metal contamination forming in the water.
  • the water should circulate just frequently enough to prevent microbiological contamination from forming in the pipes due to excessively long stagnation times, but not more frequently than necessary so as not to increase the concentration of metal or plastic contamination more than necessary.
  • the flow rate detected by the flow sensor 23 can therefore be used by the control unit 40 to determine whether the water in the supply line needs to flow through the circulation line 30 or not.
  • the control unit 40 can switch on the circulation pump 33 when the water in the lines is to circulate and switch off the circulation pump 33 when no circulation of the water is required.
  • the present embodiment enables flow-dependent circulation processes in order to keep the concentration of metal or plastic impurities in the water as low as possible. At the same time, excessively long stagnation times of the Water in the pipes is avoided in order to prevent microbiological contamination.
  • a drinking and service water system 10 has the basic structure of the first drinking and service water system 10 according to Figure 1.
  • the present embodiment differs from that according to Figure 1 in that the drinking and service water system 10 comprises a flushing unit 35 downstream of the consumer 12 in the flow direction 13. Contaminated water from the drinking and service water system 10 can be drained into the public sewage network, i.e. flushed out, via the flushing unit 35.
  • control unit 40 is also connected to the flushing unit 35 for control purposes. This allows the control unit 40 to decide, based on a measured value from the flow sensor 23, whether the water should be drained via the flushing unit 35. Flow-dependent flushing is thus possible. If there is no flow for too long, the control unit 40 can conclude that water has been in the pipes for too long and is therefore most likely contaminated by microbiological contamination, such as germs. In this case, the contaminated water can be drained, i.e. flushed out.
  • the flushing unit 35 is connected to the circulation line 30 so that the contaminated water can be drained before it flows back into the supply line 20. It is understood that water with other types of impurities, such as an excessive concentration of metal or plastic impurities, can also be drained into the public sewage network via the flushing unit 35.
  • circulation control valves 36 are arranged in the circulation sub-lines 32. These are connected to the control unit 40 for control purposes. If, for example, a sufficient flow or sufficient water usage has been determined for certain supply sub-lines 22, the flow path for the corresponding assigned circulation sub-lines 32 can be shut off via the circulation control valve 36 so that no more circulation volume flow flows in these lines. In this way, selected supply sub-lines 22 or circulation sub-lines 32 can be excluded from circulation so that only water circulates in the lines with an insufficient flow. In this way, unnecessary circulation processes can be avoided so that contamination by metals or plastics in the water is reduced.
  • a drinking and service water system 10 is provided, which basically corresponds to the first drinking and service water system 10 according to Figure 1.
  • circulation control valves 36 are provided in the circulation sub-pipes 32, similar to the second drinking and service water system according to Figure 2 arranged.
  • FIG. 3 Flow sensors 23 are arranged in each of the three supply sub-lines 22.
  • the flow or sufficient water usage in each of the supply sub-lines 22 can be detected via the individual flow sensors 23. Since each of the flow sensors 23 is also connected to the control unit 40 for control purposes, it can thus be determined whether a circulation process is required for certain supply sub-lines 22.
  • the corresponding sub-lines can be shut off via the circulation control valves 36 so that only the water in certain sub-lines 22, 33 circulates. Unnecessary circulation processes in lines with a sufficiently high flow, which was detected by the flow sensors 23, can thus be avoided.
  • the circulation control valves 36 are controlled via the control unit 40 depending on the measured values recorded by the flow sensors 23. Therefore, a control connection of the control unit 40 with the flow sensors 23 and with the circulation control valves 36 is provided.
  • a drinking and service water system 10 essentially corresponds to the drinking and service water system 10 according to Figure 2 .
  • a concentration detection means 50 for detecting the concentration of metal or plastic contaminants in the water is arranged in the supply line 20.
  • the concentration detection means 50 is arranged in the main supply line 21 between the transfer point 11 and the flow sensor 23.
  • the concentration detection means 50 can be used to measure the concentration of metal and plastic contaminants in the water. It is conceivable that the concentration detection means 50 is arranged cumulatively or alternatively at another point in the supply line 20 in order to measure the concentration in certain areas of the supply line 20.
  • the concentration detection means 50 can also be set up to measure a degree of contamination of the water, in particular a degree of microbiological contamination.
  • the concentration detection means 50 of the present embodiment By arranging the concentration detection means 50 of the present embodiment between the transfer point 11 and the connection point 24 in the supply line 20, the concentration of metal or plastic contaminants in the water that is drawn from the public water supply network can be detected. It can therefore provide information about whether an increased concentration of metal or plastic contaminants has been introduced via the public water supply network.
  • the concentration detection means 50 in the supply line 20 between the connection point 24 and the branch 25, the degree of contamination with which water is supplied to the consumers can be detected.
  • a further concentration detection means 50 is arranged in the flow direction 13 between the device 34 and the connection point 24. This measuring position provides information about the concentration of metal or plastic impurities in the water before it is fed back into the supply line 20.
  • the combination of the two concentration detection means 50 of the present embodiment can be used to determine how much metal or plastic contamination is introduced through the pipes of the drinking and service water system 10 itself.
  • the concentration detection means 50 in the supply line 20 provides information about the concentration in the water that was taken from the public supply network and the second concentration detection means 50 in the circulation line 30 offers a comparison value of how the concentration in the water has changed after flowing through the pipes of the drinking and service water system 10.
  • the concentration detection means 50 comprises a sensor 51 that is able to continuously measure the concentration. This enables a live measurement of the concentration at the corresponding measuring point. It is conceivable that the concentration detection means 50 also comprises sampling and evaluation means 52, via which an automatic sampling and evaluation can be carried out at a definable interval.
  • the control unit 40 is connected for control purposes to the flow sensor 23 and to the concentration detection means 50.
  • the control unit 40 is designed to decide based on measured values of the flow sensor 23 and the concentration detection means 23 whether it is necessary to drain the water via the flushing unit 35. Using the measured values of the flow sensor 23 and the concentration detection means 50, the control unit 40 can determine a connection between water exchange and reduction in the concentration of metal or plastic contaminants in a certain period of time, for example the increase in concentration in percentage points per hour.
  • control unit 40 is set up to determine a flushing quantity that is required to clean the contaminated water based on measured values from the flow sensor 23 and the concentration detection means 50.
  • the control unit 40 thus determines the exchange quantity of water that is required to sufficiently dilute the water.
  • a fifth embodiment according to Figure 5 comprises a drinking and service water system 10 in contrast to the drinking and service water system 10 according to Figure 4 a concentration detection means 50 in the flow direction 13 between the circulation regulating valve 36 and the flushing unit 35 in the circulation line 30.
  • the concentration detection means 50 is arranged in the circulation manifold 31.
  • concentration detection means 50 are arranged in the circulation sub-lines 32.
  • the concentration detection means 50 can be used to determine whether the water in the circulation manifold 31 has an excessively high concentration of metal or plastic contaminants, so that this contaminated water can be flushed out via the flushing unit 35. It is also conceivable that it can be determined whether the concentration is too high only in certain circulation sub-lines 32, so that local or isolated exceedances of the concentration limit values can be detected and the affected lines can be flushed in a targeted manner.
  • a length X is defined along the circulation manifold 31, starting from the concentration detection means 50 to the flushing unit 35.
  • X is at least so long that the time that the water needs to flow through the length X of the circulation manifold 31 is less than the total time that the concentration detection means 50 needs to detect a concentration and the control unit 40 needs to determine the flushing quantity.
  • the line content of length X serves as a time delay so that the control unit 40 has sufficient time to determine the required flushing time of the water. As soon as a certain area of the water flows past the concentration detection means 50, the concentration of this area is detected. This measured value is forwarded to the control unit 40.
  • the control unit 40 calculates the flushing quantity or the exact time at which the affected area of the water must be drained via the flushing unit 35. During these processes - from the time when the concentration detection means 50 detects the increased concentration 35 - the affected water continues to flow through the circulation line 30. Therefore, the flushing unit 35 must be sufficiently far away from the concentration detection means 50. Otherwise, it could happen that the flushing unit 35 flushes the water out of the circulation line 30 too late and the water with increased concentration has already flowed past the flushing unit 35. Then the water with increased concentration could no longer be flushed out before it gets back into the supply line 20.
  • the control unit 40 of the embodiments explained above comprises an AI unit. This evaluates the measured values of the flow sensor 23 and concludes that there is sufficient flow at certain times. It therefore analyzes the usage behavior of the consumers 12.
  • the control unit 40 can thus use the self-learning algorithm to determine withdrawal times and switch the circulation pump 33 on or off accordingly.
  • the flow sensor 23 of the embodiments according to the Figures 1 to 5 a water meter that can determine the exact amount of water.
  • water meters are usually used anyway to bill the supplier for the amount of water used by consumers 12.
  • each individual residential unit also has its own water meter. This means that the water meters that are already provided can be used as flow sensors 23. Additional sensors that serve as flow sensors 23 no longer need to be installed.

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Abstract

Um ein sauberes Trink- und Brauchwasser bei möglichst geringem Wasserverbrauch bereitzustellen, hat ein erfindungsgemäßes Trink- und Brauchwassersystem (10), das als Kaltwassersystem ausgebildet ist, umfassend einen Übergabepunkt (11) von dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz, über den eine zu mindestens einem Verbraucher (12) führende Versorgungsleitung (20) in einer Strömungsrichtung (13) mit frischem Kaltwasser gespeist wird, eine Zirkulationsleitung (30), in der eine Zirkulationspumpe (33) und eine Einrichtung (34) zum Kühlen und/oder Reinigen von Wasser angeordnet ist, eine steuerungsmäßig mit der Zirkulationspumpe (33) und mit einem in der Versorgungsleitung (20) angeordneten Durchflusssensor (23) verbundene Steuerungseinheit (40), die dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Messwert des Durchflusssensors (23) zu entscheiden, ob die Zirkulationspumpe (33) ein- oder ausgeschaltet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trink- und Brauchwassersystem.
  • Ein gattungsgemäßes Trink-und Brauchwassersystem ist aus der DE 10 2019 217 903 A1 bekannt. In dieser ist eine Steuerungseinheit mit einer Zirkulationspumpe verbunden, damit die Zirkulationspumpe vor bzw. während eines Spülvorganges abgeschaltet werden kann. Die Entscheidung über ein Ein-oder Ausschalten der Pumpe erfolgt basierend auf dem Vorhandensein eines Spülvorganges.
  • Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung sauberes Trink- und Brauchwasser bei möglichst geringem Wasserverbrauch bereitzustellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Trink- und Brauchwassersystem mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung angegeben.
  • Das Trink- und Brauchwassersystem der vorliegenden Erfindung ist als Kaltwassersystem ausgebildet. Es umfasst einen Übergabepunkt von dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz, über den eine zu mindestens einem Verbraucher führende Versorgungsleitung in einer Strömungsrichtung mit frischem Kaltwasser gespeist wird.
  • Zudem ist eine Zirkulationsleitung vorgesehen, in welcher eine Zirkulationspumpe angeordnet ist. Das Trink- und Brauchwassersystem umfasst eine Einrichtung zum Kühlen und/oder Reinigen von Wasser, welche in der Zirkulationsleitung angeordnet ist.
  • Das Trink- und Brauchwasser der vorliegenden Erfindung zeichnet sich durch eine steuerungsmäßig mit der Zirkulationspumpe und mit einem in der Versorgungsleitung angeordneten Durchflusssensor verbundenen Steuerungseinheit aus, die dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Messwert des Durchflusssensors zu entscheiden, ob die Zirkulationspumpe ein- oder ausgeschaltet wird.
  • Das Wasser kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise als "sauber" verstanden werden, wenn die Konzentration sämtlicher Verunreinigungen im Wasser so gering ist, dass das Wasser als gesundheitlich unbedenklich gilt. Auch können bestimmte Grenzwerte für Verunreinigungen definiert sein, sodass ein Wasser als sauber gilt, wenn die Konzentration an Verunreinigungen diesen definierten Grenzwert unterschreitet.
  • Unter einem "Trink- und Brauchwassersystem" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise ein Wasserversorgungsnetz für eine einzelne bzw. mehrere Etagen eines Gebäudes verstanden werden. Das Trink- und Brauchwassersystem kann sich hierbei beispielsweise über mehrere Etagen eines Gebäudes erstrecken und somit die einzelnen Etagen mit Wasser versorgen. Das Wasser wird zu Verbrauchern geführt. Diese können insbesondere sämtliche Wasseranschlüsse eines Gebäudes sein, wie beispielsweise Wasserhähne, Dusch - und Badanlagen und sonstige Haushaltsgeräte, die für ihren Betrieb Wasser benötigen, wie beispielsweise Waschmaschine, Spülmaschine bzw. Bewässerungsanlagen.
  • Zwischen dem Trink- und Brauchwassersystem und dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz ist gemäß der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) der Übergabepunkt vorgesehen. An diesem Punkt geht das öffentliche Wasserversorgungsnetz in das Trink- und Brauchwassersystem über. Das Trink- und Brauchwassersystem bezieht also Kaltwasser über diesen Übergabepunkt.
  • Unter einer "Versorgungsleitung" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise eine Leitung des Trink- und Brauchwassersystems verstanden werden, die von dem Übergabepunkt bis hin zu zumindest einem der Verbraucher reicht. Dementsprechend versorgt die Versorgungsleitung die Verbraucher mit frischem Kaltwasser aus dem öffentlichen Versorgungsnetz. Über die Versorgungsleitung können die Verbraucher jedoch auch mit frischem Kaltwasser versorgt werden, welches nicht direkt und ausschließlich aus dem öffentlichen Versorgungsnetz stammt, sondern innerhalb des Trink- und Brauchwassersystems zirkuliert, aufbereitet und somit als frisches Kaltwasser wieder der Versorgungsleitung zugeführt wird. Somit ist es denkbar, dass die Versorgungsleitung die Verbraucher mit Kaltwasser speist, das teilweise frisch aus dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz nachfließt und teilweise bereits in dem Zirkulationssystem des Trink- und Brauchwassersystems zirkuliert ist und wieder der Versorgungsleitung zugeführt wurde.
  • Die "Strömungsrichtung" ist im vorliegenden Zusammenhang in dem Trink- und Brauchwassersystem als die Fließrichtung des Wassers in Richtung auf den zumindest einen der Verbraucher definiert. Auch in Strömungsrichtung hinter den Verbrauchern kann das Wasser weiter innerhalb des Trink- und Brauchwassersystems in Strömungsrichtung fließen, da dieses über ein Zirkulationssystem wieder in Richtung der Verbraucher fließt.
  • Unter der "Zirkulationsleitung" kann im vorliegenden Zusammenhang diejenige Wasserleitung zu den Verbrauchern innerhalb des Trink- und Brauchwassersystems verstanden werden, die in Strömungsrichtung hinter den Verbrauchern Wasser zurück in die Versorgungsleitung führt. Dabei führt die Zirkulationsleitung insbesondere Wasser, das nicht durch die Verbraucher verbraucht wurde, zurück in die Versorgungsleitung. Die Zirkulationsleitung beginnt hinter dem letzten Verbraucher und hat typischerweise einen geringeren Nenndurchmesser als die Versorgungsleitung. Die Zirkulationspumpe, die in der Zirkulationsleitung angeordnet ist, erbringt die notwendige Förderleistung, um das Wasser zurück in die Versorgungsleitung zu fördern bzw. im Trink- und Brauchwassersystem zirkulieren zu lassen.
  • Unter der "Einrichtung" kann im vorliegenden Zusammenhang beispielsweise eine Einrichtung zum Kühlen von Wasser verstanden werden, die auch vereinfacht als "Kühleinrichtung" bezeichnet werden kann. Da erhöhte Wassertemperaturen die Vermehrung von Bakterien im Wasser fördern, ist es im Stand der Technik bekannt, Wasser innerhalb eines Zirkulationssystems zu kühlen. Mittels der Einrichtung zum Kühlen kann das Wasser, das in der Zirkulationsleitung zirkuliert und wieder in die Versorgungsleitung geführt wird, gekühlt und somit als Kaltwasser wieder in der Versorgungsleitung bereitgestellt werden. Eine derartige Kühleinrichtung kann kontinuierlich das Wasser herunterkühlen, während es durch diese hindurchfließt.
  • Alternativ oder ergänzend kann unter der "Einrichtung" im vorliegenden Zusammenhang eine Einrichtung zum Reinigen von Wasser verstanden werden. Um Wasser während des Durchflusses durch die Zirkulationsleitung reinigen zu können und somit gereinigtes Wasser in der Versorgungsleitung bereitstellen zu können, kann das Wasser beim Durchfluss durch die Einrichtung gereinigt werden. Die Einrichtung zum Reinigen von Wasser kann vorzugsweise eine Reinigungseinrichtung sein, die das hindurchströmende Wasser kontinuierlich reinigen kann. Beispielsweise kann die Reinigungseinrichtung eine Reinigung mittels UV-Licht, Ultrafiltration oder Chlorung sein.. Unter dem "Reinigen" kann demnach vorzugsweise ein Entfernen von Verunreinigungen im Wasser, wie beispielsweise Verkeimungen, verstanden werden. "Verkeimung" beschreibt eine erhöhte Konzentration von Keimen im Wasser.
  • Unter dem "Durchflusssensor" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise ein Sensor verstanden werden, der erfasst, ob ein Durchfluss von Wasser an einer bestimmten Stelle bzw. in einem bestimmten Bereich des Trink- und Brauchwassersystems vorliegt. Es ist denkbar, dass der Durchflusssensor darüber hinaus auch weitere Messwerte zu dem durchflossenen Medium erfassen kann. Beispielsweise kann ein Durchflusssensor in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch eine Durchflussmenge bzw. einen Volumenstrom erfassen.
  • Über die steuerungsmäßige Verbindung des Durchflusssensors mit der Zirkulationspumpe kann die Zirkulationspumpe je nach Messwert des Durchflusssensors gesteuert, beispielsweise ein- oder ausgeschaltet werden. Unter der "steuerungsmäßigen Verbindung" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise eine kabelgebundene und/oder eine drahtlose Verbindung verstanden werden, über welche Signale übermittelt werden können. Beispielsweise können Messwerte über die steuerungsmäßige Verbindung von einem Sensor, wie beispielsweise Durchflusssensoren bzw. Konzentrationserfassungsmitteln, zu der Steuerungseinheit übertragen werden. Auch können Signale von der Steuerungseinheit an andere Elemente, die mit dieser verbunden sind, übertragen werden. Beispielsweise können dies Signale zur Steuerung von Pumpen und Ventilen sein. Vorteilhafterweise umfassen die steuerungsmäßigen Verbindungen mit der Steuerungseinheit Signal aussendende und Signal empfangende Verbindungen, um daraus eine Steuerung bestimmter Elemente und Vorgänge zu generieren.
  • Neben mikrobiologischen Verunreinigungen kann das Wasser im Trink- und Brauchwassersystem auch von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen betroffen sein. Hierbei befinden sich kleinste Metall- bzw. Kunststoffteile im Wasser, welche sich bei vorhandener Zirkulation des Wassers zu einer größeren Menge aufkonzentrieren können und damit eine gesundheitsgefährdende Konzentration bilden können. Wenn das Wasser insbesondere an metallischen Verbindungsstellen des ansonsten aus Kunststoff gefertigten Rohrleitungssystems vorbeiströmt, wird auch der im Wasser enthaltene Sauerstoff an diesen Verbindungsstellen vorbeigeführt. Dabei kann es zu einer Reaktion des Sauerstoffs an diesen Verbindungsstellen kommen. Diese Reaktion kann zu einer verstärkten Konzentration von Metallen in dem Trink- und Brauchwasser führen, selbst wenn dieses größtenteils aus Kunststoff gefertigt ist. Da bei gattungsgemäßem Trink- und Brauchwassersystemen das Wasser zirkuliert, treten diese Art der Verunreinigungen verstärkt auf. Es versteht sich, dass derartige Verunreinigungen von Metallen auch innerhalb der Versorgungsleitung bzw. innerhalb des öffentlichen Versorgungsnetzes auftreten können.
  • Spülvorgänge innerhalb des Trink- und Brauchwassersystems sind allgemein aus dem Stand der Technik bekannt. Diese dienen dem Ableiten von verunreinigtem Wasser aus dem System. Durch lange Standzeiten bzw. erhöhte Temperaturen können sich beispielsweise Verkeimungen im Wasser bilden. Das verunreinigte Wasser wird abgeleitet, sodass sauberes Kaltwasser nachfließen kann.
  • Mit jedem Spülvorgang strömt mit dem frischen Wasser auch Sauerstoff in das Trink- und Brauchwassersystem, der insbesondere auch an den Verbindungsstellen des Rohrleitungssystems vorbei strömt. Somit trägt jede weitere Spülung indirekt unter Umständen zu der Konzentration von Metallverunreinigungen im Wasser bei. Daher ist es für eine möglichst geringe Verunreinigung durch Metalle von Vorteil, wenn möglichst wenig Wasser aus dem System herausgespült werden muss bzw. möglichst wenig Spülvorgänge durchgeführt werden.
  • Wenn in dem System ausreichend Wasser durch die Verbraucher verbraucht wird, also auch Wasser durch die entsprechenden Leitungen fließt, sind die Verschmutzungen im Wasser durch Verkeimung gering. Verkeimungen, also mikrobiologische Verunreinigungen, entstehen insbesondere, wenn das Wasser zu lange in den Leitungen steht. Wenn jedoch ausreichend Wasser genutzt wird, steht das Wasser auch nicht zu lange in den Leitungen, sodass noch keine Verunreinigungen entstanden sind. Daher kann über einen erfassten Durchfluss darauf geschlossen werden, ob ausreichend Wasser genutzt wurde und noch kein Spülvorgang notwendig ist. Ebenso kann über einen erfassten Durchfluss darauf geschlossen werden, ob im System so wenig Wasser verbraucht wurde, dass zur Beseitigung von Verunreinigungen ein Spülvorgang notwendig ist. Überflüssige und nicht erforderliche Spülvorgänge können somit vermieden werden.
  • Entsprechend kann zur Vermeidung von Verunreinigungen im Wasser durch zu lange Stagnationszeiten des Wassers in dem System das Wasser in dem System zirkulieren und heruntergekühlt werden. Das Zirkulieren erfolgt über die Zirkulationsleitung und das Herunterkühlen durch entsprechende Einrichtungen zum Kühlen von Wasser. Wie auch bei den Spülvorgängen ist eine Zirkulation des Wassers nur erforderlich, wenn nicht ausreichend Wasser genutzt bzw. verbraucht wird. Erst bei zu geringer Nutzung bzw. zu geringem Verbrauch steht Wasser im System und es bilden sich mikrobiologische Verunreinigungen. Da jedoch bei der Zirkulation der im Wasser enthaltene Sauerstoff an den ggf. metallischen Verbindungsstellen des Rohrleitungssystems, insbesondere des Zirkulationssystems vorbeigefördert wird, führt ein erhöhtes Zirkulationsvolumen auch zu einer höheren Konzentration von Metallen im Wasser. Daher ist möglichst wenig Zirkulation wünschenswert.
  • Gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung kann der Durchflusssensor einen Durchfluss in der Versorgungsleitung erfassen. Über die Steuerungseinheit, die mit dem Durchflusssensor verbunden ist, kann anschließend anhand der erfassten Messwerte des Durchflusssensors entschieden werden, ob ein Zirkulationsvorgang erforderlich ist. Auf diese Weise können Zirkulationsvorgänge durch die Zirkulationsleitungen vermieden werden, die aus hygienischen Gründen nicht erforderlich sind, jedoch zu einer höheren Konzentration von Metallen und Kunststoffen im Wasser beitragen würden.
  • Je nach Entscheidung der Steuerungseinheit darüber, ob ein Zirkulationsvorgang erforderlich ist oder nicht, wird ein Signal von der Steuerungseinheit an die Zirkulationspumpe weitergegeben, um diese entsprechend einzuschalten, wenn ein Zirkulationsvorgang stattfinden soll bzw. auszuschalten, wenn kein Zirkulationsvorgang stattfinden soll. Es ist denkbar, dass hierüber kontinuierlich der Durchfluss überwacht wird und mittels der Steuerungseinheit entschieden wird, ob die Zirkulationspumpe ein- oder ausgeschaltet wird.
  • Vorzugsweise umfasst das Trink- und Brauchwassersystem eine dem Verbraucher in Strömungsrichtung nachgelagerte Spüleinheit zu dem Ablassen von Wasser aus dem Trink-und Brauchwassersystem. Auf diese Weise kann verunreinigtes Wasser aus dem Trink- und Brauchwassersystem in das öffentliche Abwassernetz abgelassen werden. So zirkuliert das verunreinigte Wasser nicht weiter und gelangt nicht zurück in die Versorgungsleitung, wo es wieder zu den Verbrauchern gelangen würde. Es ist denkbar, dass Teile der Verunreinigungen durch die Einrichtung zum Reinigen von Wasser in der Zirkulationsleitung beseitigt werden können. Das Wasser kann jedoch auch durch Metalle bzw. Kunststoffe verunreinigt sein, welche nicht durch die Einrichtung zum Reinigen beseitigt werden können, so dass das derart verunreinigte Wasser bevorzugt aus dem Trink- und Brauchwassersystem abgeleitet wird.
  • Unter der "Spüleinheit" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise eine Einheit verstanden werden, die ein Ablassventil oder Ähnliches zum Ablassen des Wassers in das öffentliche Abwassernetz und eine von der Zirkulationsleitung abzweigende Leitung zum Ablassen des Wassers umfasst. Zudem kann die Spüleinheit steuerungsmäßig mit der Steuerungseinheit verbunden sein, damit die Steuerungseinheit entsprechende Signale an die Spüleinheit senden kann, wann ein Spülvorgang eingeleitet werden soll.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Steuerungseinheit steuerungsmäßig mit der Spüleinheit verbunden ist, wobei die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Messwert des Durchflusssensors zu entscheiden, ob ein Ablassen des Wassers über die Spüleinheit erfolgt, damit ein durchflussabhängiges Spülen erfolgen kann.
  • Vorteilhafterweise ist die Spüleinheit an die Zirkulationsleitung angeschlossen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei einem erwarteten Entnahmezeitpunkt Trinkwasser ohne eine bedenkliche Konzentration von Metallen, Kunststoffen bzw. sonstigen Verunreinigungen zur Verfügung steht, indem vor einer Wasserentnahme durch einen Verbraucher verunreinigtes Wasser über die Spüleinheit ausgespült wird. Somit wird entsprechend verunreinigtes Wasser nicht mehr zurück in die Versorgungsleitung und damit zum Entnahmepunkt beim Verbraucher geführt.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Versorgungsleitung eine von dem gesamten durch den Übergabepunkt bereitgestellten Wasser durchströmte Versorgungshauptleitung umfasst, welche sich von dem Übergabepunkt bis zu einem Endstück erstreckt, und einen Abzweig umfasst, an dem sich der gesamte Wasserstrom in der Versorgungshauptleitung 21 erstmalig in eine Versorgungsteilleitung 22 aufteilt. Vorzugsweise teilt sich der gesamte Wasserstrom in der Versorgungshauptleitung zu einer einzelnen Etage bzw. Wohnung eines Gebäudes auf.
  • Ausgehend von der Versorgungshauptleitung, die vorzugsweise in Form eines Steigrohrstranges ausgebildet ist, können mehrere Versorgungsteilleitungen zu jeweils einzelnen Etagen bzw. Wohnungen führen. Diese weiteren Versorgungsteilleitungen gehen vorzugsweise in Strömungsrichtung hinter dem Abzweig von der Versorgungshauptleitung ab. Auf diese Weise wird die Versorgungsleitung in die Versorgungshauptleitung und die Versorgungsteilleitungen unterteilt, die sich vorteilhafterweise auf die einzelnen Etagen eines Gebäudes erstrecken, um Wohneinheiten separat mit Kaltwasser versorgen zu können. Zudem könnten einzelne Versorgungsteilleitungen in den Blick genommen werden, um den Durchfluss dieser zu untersuchen, um ermitteln zu können, wie der Durchfluss bzw. der Verbrauch einzelner Wohnungen bzw. Etagen ist.
  • Unter der "Versorgungshauptleitung" kann im vorliegenden Zusammenhang der Teil der Versorgungsleitung verstanden werden, der unmittelbar mit dem Übergabepunkt und somit mit dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz verbunden ist. Durch die Versorgungshauptleitung strömt vorteilhafterweise das gesamte durch den Übergabepunkt bereitgestellte Wasser. Zusätzlich kann durch die Versorgungshauptleitung auch über die Zirkulationsleitung zurückgeführtes bzw. zirkuliertes Wasser des Trink- und Brauchwassersystems strömen. Die Versorgungshauptleitung umfasst einen Abzweig, an dem sich dieser eine Wasserstrom erstmalig aufteilt. Die Versorgungshauptleitung ist vorzugsweise in Form eines Steigrohrstranges ausgebildet. Dabei erstreckt sich die Versorgungshauptleitung über den Abzweig hinaus und reicht vorzugsweise bis zu dem Endstück des Steigrohrstranges, welche im vorliegenden Zusammenhang als höchster Punkt des Steigrohrstranges bzw. der Versorgungshauptleitung verstanden werden kann. Das Endstück ist vorzugsweise auf Höhe der höchsten Versorgungsteilleitung bzw. der höchsten mit Kaltwasser zu versorgenden Etage angeordnet. Dabei erstreckt sich die Versorgungshauptleitung über sämtliche Etagen bzw. Ebenen eines Gebäudes, um bis zu jeder Etagenhöhe zu reichen. Für jede Etage können dann einzelne Versorgungsteilleitungen von der Versorgungshauptleitung abgehen.
  • Unter den "Versorgungsteilleitungen" können im vorliegenden Zusammenhang die Abschnitte der Versorgungsleitung verstanden werden, die zwischen der Versorgungshauptleitung und den Verbrauchern vorgesehen sind. Die Versorgungsteilleitungen speisen Verbraucher einzelner Wohnungen bzw. Etagen mit Kaltwasser. Es ist denkbar, dass eine in Strömungsrichtung erste Versorgungsteilleitung an dem Abzweig aus der Versorgungshauptleitung entspringt und zu einer ersten Etage bzw. Wohnung führt. Insbesondere kann diese Versorgungsteilleitung zu unterschiedlichen Verbrauchern einer einzigen Etage bzw. Wohnung führen. Versorgungsteilleitungen sind vorzugsweise in Form von Stockwerkssträngen ausgebildet, die in einem Stockwerk verlegt sind. Diese entspringen der Versorgungshauptleitung auf Höhe des jeweiligen Stockwerks und reichen bis zu den Verbrauchern desselben Stockwerkes. Somit reicht der Steigrohrstrang über sämtliche Etagen eines Gebäudes und aus dem Steigrohrstrang heraus führen Stockwerksstränge zu den jeweiligen Etagen, um Kaltwasser zu diesen zu führen.
  • Vorzugsweise ist der Durchflusssensor in der Versorgunghauptleitung angeordnet, worüber auf eine ausreichende Wassernutzung durch die Verbraucher bzw. auf einen ausreichenden Durchfluss ausgehend von dem über den Übergabepunkt bereitgestellten Hauptstrom geschlossen werden kann. Auch der gesamte Durchfluss des über den Übergabepunkt bereitgestellten Hauptstroms inklusive des durch die Zirkulationsleitung zurückgeführten Wassers kann durch den Durchflusssensor gemessen werden. Dazu kann der Durchflusssensor zwischen dem Übergabepunkt und dem Abzweig angeordnet sein, da durch diesen Bereich der gesamte über den Übergabepunkt bereitgestellte Hauptstrom inklusive des durch die Zirkulationsleitung zurückgeführten Wassers strömt.
  • Es ist von Vorteil, wenn der Durchflusssensor in der Versorgungsteilleitung angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Durchfluss jeder einzelnen Versorgungsteilleitung erfasst werden. So kann ermittelt werden, ob nur in bestimmten Versorgungsteilleitungen ein ausreichend hoher Durchfluss bzw. eine ausreichend hohe Wassernutzung vorhanden ist, sodass nur eine Zirkulation innerhalb bestimmter Versorgungsteilleitungen erforderlich wäre. Somit können beispielsweise bestimmte Wohnungen bzw. Etagen ausgemacht werden, in denen das Wasser zu lange in den Leitungen steht. So könnte beispielsweise nur eine Zirkulation in den betroffenen Leitungen erfolgen.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Zirkulationsleitung zumindest eine Zirkulationssammelleitung und mehrere in die Zirkulationssammelleitung mündende Zirkulationsteilleitungen. Besonders bevorzugt umfasst die Zirkulationsleitung genau eine Zirkulationssammelleitung. So können beispielsweise einzelne Etagen bzw. Wohnungen eigene Zirkulationsteilleitungen aufweisen, die zu einer gemeinsamen Zirkulationssammelleitung zusammengeführt werden. Über die genau eine Zirkulationssammelleitung kann auf besonders einfache Weise das Wasser im System zirkulieren. Somit kann auch das Wasser aus allen Zirkulationsteilleitungen der Zirkulationsleitung gemeinsam zirkulieren. Auch kann das Wasser aller Zirkulationsteilleitungen gemeinsam über die Zirkulationssammelleitung abgeleitet werden. Es ist denkbar, dass auch nur das Wasser in einzelnen Zirkulationsteilleitungen zirkuliert oder durchgespült wird, wenn es in anderen Zirkulationsteilleitungen nicht erforderlich ist. In Verbindung mit den entsprechenden Versorgungsteilleitungen können auf diese Weise beispielsweise nur das Wasser in Leitungen bestimmter Etagen bzw. Wohnungen abgeleitet werden bzw. das Wasser in diesen zirkulieren.
  • Unter der "Zirkulationsteilleitung" kann der Abschnitt der Zirkulationsleitung verstanden werden, der in Strömungsrichtung dem letzten Verbraucher einer Etage bzw. Wohnung nachgeordnet ist und somit die Leitung zur Zirkulation einer Versorgungsteilleitung der entsprechenden Etage darstellt.
  • Die einzelnen Zirkulationsteilleitungen werden vorzugsweise zu der Zirkulationssammelleitung zusammengeführt, wobei unter der "Zirkulationssammelleitung" im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise der den Zirkulationsteilleitungen in Strömungsrichtung nachgeordnete Abschnitt der Zirkulationsleitung verstanden werden kann. Nach vorliegender Definition erstreckt sich die Zirkulationssammelleitung von dem Punkt, an dem die Zirkulationsteilleitungen wieder zusammengeführt sind, bis zu einem Anschlusspunkt. Der Anschlusspunkt definiert den Punkt, an dem die Zirkulationsleitung mit der Versorgungsleitung verbunden ist und die Zirkulationsleitung das zirkulierende Wasser wieder in die Versorgungsleitung führt.
  • Es ist vorteilhaft, wenn in der Zirkulationsteilleitung ein steuerungsmäßig mit der Steuerungseinheit verbundenes Zirkulationsregulierventil angeordnet ist. Unter dem "Zirkulationsregulierventil" kann im vorliegenden Zusammenhang beispielsweise ein Ventil verstanden werden, das dazu eingerichtet ist, einen Durchfluss abzusperren oder freizugeben. Es ist denkbar, dass dieses auch dazu eingerichtet ist, nur einen bestimmten reduzierten Durchfluss zuzulassen. Wenn beispielsweise für einzelne Versorgungsteilleitungen eine ausreichend hohe Wassernutzung, also ein ausreichend hoher Durchfluss, ermittelt wurde, ist für diese Versorgungssteilleitung kein Zirkulations- bzw. Spülvorgang erforderlich. In diesem Fall könnte die entsprechende Zirkulationsteilleitung bzw. deren Fließweg durch das Zirkulationsregulierventil abgesperrt werden, sodass in dieser kein Zirkulationsvolumenstrom fließt. Sollte sich der Durchfluss in der entsprechenden Versorgungsteilleitung so stark verringern, dass wieder ein Zirkulationsvorgang erforderlich ist, kann das Zirkulationsregulierventil und damit der Fließweg wieder geöffnet werden. Es ist denkbar, dass nur die Teilleitungen mit einem nicht erfassten und nicht ausreichenden Durchfluss zirkulieren.
  • Vorzugsweise ist zumindest ein Konzentrationserfassungsmittel zum Erfassen der Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser in der Versorgungsleitung angeordnet. Kumulativ oder alternativ ist das Konzentrationserfassungsmittel zum Erfassen der Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser in der Zirkulationsleitung angeordnet. Durch dieses Konzentrationserfassungsmittel können die Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser in verschiedenen Bereichen des Trink- und Brauchwassersystems erfasst werden.
  • Unter dem "Konzentrationserfassungsmittel" kann im vorliegenden Zusammenhang jegliches Mittel verstanden werden, welches die Konzentration von Metallverunreinigungen bzw. von Kunststoffverunreinigungen im Wasser erfassen kann. Beispielsweise könnte dieses Mittel die Menge an Metallionen bzw. Kunststoffpartikel im Wasser messen. Das Konzentrationserfassungsmittel könnte auch die Trübung von Trinkwasser messen, um auf eine entsprechende Verunreinigung schließen zu können. Wie eingangs erläutert, können durch das Zirkulieren des Wassers durch das Rohrleitungssystem Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen in das Wasser gelangen. Um die genaue Konzentration dieser ungewollten Verunreinigungen erfassen zu können, können vorteilhafterweise entsprechende Konzentrationserfassungsmittel eingesetzt werden. Insbesondere kann das Konzentrationserfassungsmittel kontinuierlich die Konzentration von Metallverunreinigungen bzw. von Kunststoffverunreinigungen im Wasser erfassen, sodass zu jedem Zeitpunkt das Konzentrationserfassungsmittel einen Messwert der aktuellen Konzentration ausgeben bzw. an die Steuerungseinheit weitergeben kann. So ist eine live-Messung der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen möglich.
  • Kumulativ oder alternativ kann das Konzentrationserfassungsmittel, welches in der Versorgungsleitung und/oder in der Zirkulationsleitung angeordnet ist, den Verkeimungsgrad des Wassers erfassen. Unter dem \"Verkeimungsgrad" kann im vorliegenden Zusammenhang die mikrobiologische Verunreinigung des Wassers, wie beispielsweise durch Bakterien und Viren, verstanden werden.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Konzentrationserfassungsmittel in Strömungsrichtung zwischen der Einrichtung zum Kühlen und/oder Reinigen des Wassers und einem die Zirkulationsleitung mit der Versorgungsleitung verbindenden Anschluss in der Zirkulationsleitung angeordnet ist. An dieser Messstelle hat das Wasser den Großteil des Trink- und Brauchwassersystems durchströmt und ist somit an möglichst vielen Verbindungsstellen des Rohrleitungssystems vorbeigeströmt, durch welche sich Metallverunreinigungen bzw. Kunststoffverunreinigungen in das Wasser absetzen können. Es kann also die Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen gemessen werden, mit welcher das Wasser zurück in die Versorgungsleitung geführt wird.
  • Vorteilhafterweise ist das Konzentrationserfassungsmittel in Strömungsrichtung zwischen dem Übergabepunkt und einem die Zirkulationsleitung mit der Versorgungsleitung verbindenden Anschlusspunkt in der Versorgungsleitung angeordnet. Auf diese Weise kann die Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser erfasst werden, welches aus dem öffentlichen Versorgungsnetz in das Trink- und Brauchwassersystem übergeben wird.
  • Insbesondere können verschiedene Messpunkte bzw. Anordnungen des Konzentrationserfassungsmittels, wie beispielsweise die beiden vorstehenden Messpunkte, vorteilhaft kombiniert werden. Beispielsweise kann ermittelt werden, ob die Verunreinigungen im Wasser über den Hausanschluss eingetragen werden oder sich die Konzentration dieser Verunreinigungen erst innerhalb des Zirkulationssystems anreichert. Es können auch Zonen des Rohrleitungssystems ausgemacht werden, die besonders stark zu Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser beitragen.
  • Es ist vorteilhaft, wenn das Konzentrationserfassungsmittel in Strömungsrichtung zwischen dem Zirkulationsregulierventil und der Spüleinheit in der Zirkulationsleitung angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Konzentrationserfassungsmittel in der Zirkulationsteilleitung angeordnet. Das Konzentrationserfassungsmittel kann live, also die aktuelle Konzentration im Zirkulationssystem erfassen, um möglicherweise auch auf erhöhte Konzentrationen reagieren zu können. Mit einer Anordnung des Konzentrationserfassungsmittels in der Zirkulationsteilleitung können lokale bzw. punktuelle Überschreitungen vorgegebener Grenzwerte der Verunreinigungen erkannt werden. Wird beispielsweise eine zu hohe Konzentration in einer der Teilleitungen erkannt, könnte nur das Wasser der betroffenen Teilleitung über die Spüleinheit aus dem System hinausgespült werden.
  • Sofern die Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen in der gesamten Zirkulationsleitung von Bedeutung ist, kann das Konzentrationserfassungsmittel vorzugsweise in der Zirkulationssammelleitung angeordnet sein. Da die Zirkulationsteilleitungen in dieser zusammengeführt sind, kann diese Positionierung des Konzentrationserfassungsmittels Aufschluss über die Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser innerhalb der Zirkulationsleitung insgesamt geben.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Konzentrationserfassungsmittel einen Sensor umfassen, da Sensoren eine stetige bzw. Live-Messung eines bestimmten Messwertes ermöglichen. Somit kann kontinuierlich überwacht werden, ob der Messwert einen definierten Grenzwert überschreitet. Beispielsweise kann bei dem Erreichen eines definierten Grenzwertes ein Spülvorgang durchgeführt und das Wasser mit zu hoher Konzentration abgeleitet werden.
  • Kumulativ oder alternativ kann das Konzentrationserfassungsmittel ein automatisches Entnahme- und Auswertemittel umfassen. Dieses erfasst Messwerte durch automatische Probeentnahme und dessen Auswertung in einem definierbaren Intervall, sodass auch kontinuierlich insbesondere die Verunreinigung durch Keime erfasst werden kann. Es ist denkbar, dass die Entnahme- und Auswertemittel auch die Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser erfassen können.
  • Vorteilhafterweise ist die Steuerungseinheit steuerungsmäßig mit dem Durchflusssensor und mit dem Konzentrationserfassungsmittel verbunden. Vorzugsweise ist die Steuerungseinheit dazu eingerichtet, basierend auf Messwerten des Durchflusssensors und des Konzentrationserfassungsmittels zu entscheiden, ob ein Ablassen des Wassers über die Spüleinheit erforderlich ist. Über den Durchfluss, der durch den Durchflusssensor erfasst wird, und der Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen, die über das Konzentrationserfassungsmittel erfasst wird, kann die Steuerungseinheit einen Zusammenhang von ausgetauschtem Wasser und Reduzierung der Konzentration in einem bestimmten Zeitraum ermitteln. Ein solcher Zusammenhang kann auch über den Durchfluss, der durch den Durchflusssensor erfasst wird, und der Verkeimung, die über das Konzentrationserfassungsmittel erfasst wird, ermittelt werden. Beispielsweise kann dieser Zusammenhang eine bestimmte Konzentrationserhöhung in Prozentpunkten pro Stunde sein. Die Steuerungseinheit kann also auf eine ausreichende Verdünnung schließen.
  • Unter der "Verdünnung" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise verstanden werden, dass Wasser mit einer bestimmten Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen mit Wasser niedrigerer Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen vermischt wird, so dass insgesamt die Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser geringer wird als die Konzentration, die das Wasser hoher Konzentration vor dem Vermischen hatte. Das Wasser wird also hinsichtlich der Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen und Keimen "verdünnt". Es ist denkbar, dass nur ein Teil des Wassers mit zu hoher Konzentration abgelassen wird und neues Kaltwasser nachfließt, welches sich mit dem Rest des Wassers zu hoher Konzentration vermischt. Das durchmischte Wasser kann ausreichend verdünnt sein, sodass sich dessen Konzentration dann unter einem bestimmten Grenzwert befindet. Die Menge, die für eine entsprechende Verdünnung erforderlich ist, ist über die Steuerungseinheit ermittelbar. Die Verdünnung führt zu einer Bereinigung des Wassers.
  • Unter der "Bereinigung" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise die Verdünnung des Wassers verstanden werden, die dazu führt, dass sich die Konzentration von unerwünschten Verunreinigungen im Wasser, wie beispielsweise Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen, so weit verringert, dass diese einen definierten Grenzwert unterschreitet und in Bezug auf Metallverunreinigungen bzw. Kunststoffverunreinigungen nicht mehr als verunreinigt gilt. Dies trifft auch auf sonstige Verunreinigungen, wie beispielsweise mikrobiologische Verunreinigungen, zu. In Abgrenzung zur "Reinigung" des Wassers, werden die Verunreinigungen selbst nicht direkt aus dem Wasser entfernt, also das Wasser selbst wird nicht gereinigt. Die Bereinigung findet passiv über die Verdünnung statt. Bei der Reinigung werden beispielsweise mittels UV-Licht, Chlorung bzw. Desinfizieren Keime, Viren, bzw. Bakterien oder Ähnliches aus dem Wasser entfernt, also das Wasser selbst gereinigt.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Steuerungseinheit dazu eingerichtet ist, basierend auf Messwerten des Durchflusssensors und des Konzentrationserfassungsmittels eine Spülmenge zu ermitteln, die zur Bereinigung des verunreinigten Wassers erforderlich ist. Auf diese Weise kann wertvolles Trinkwasser eingespart werden, da nicht die gesamte Wassermenge in den Leitungen ausgetauscht werden muss. Die Steuerungseinheit kann die gerade ausreichende Wassermenge ermitteln, die für eine Verdünnung erforderlich ist, so dass die Konzentration einen definierten Grenzwert nicht überschreitet oder unter einen definierten Grenzwert fällt.
  • Vorzugsweise ist entlang der Zirkulationssammelleitung eine Länge X ausgehend von dem Konzentrationserfassungsmittel bis zu der Spüleinheit definiert, wobei X zumindest so groß ist, dass die Zeit, die das Wasser zu dem Durchströmen der Länge X der Zirkulationssammelleitung benötigt, kleiner ist als die Zeit, die in Summe das Konzentrationserfassungsmittel zum Erfassen einer Konzentration und die Steuerungseinheit zu dem Ermitteln der Spülmenge benötigen. Durch diese Anordnung des Konzentrationserfassungsmittels in der Zirkulationssammelleitung kann ein gewisser Leitungsinhalt in dem Abschnitt X als Zeitverzögerung bereitgestellt werden, damit die Steuerungseinheit ausreichend Zeit hat, den erforderlichen Spülzeitpunkt zu ermitteln und den Spülvorgang einzuleiten. Bei einer kontinuierlichen Messung der Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen, kann eine lokale bzw. punktuelle Überschreitung eines definierten Grenzwertes erkannt werden. Durch die vorstehende Ausgestaltung kann gezielt der Leitungsinhalt mit dem zu hohen Grenzwert bzw. der zu hohen Konzentration über die Spüleinheit abgeleitet werden. Dafür muss das Konzentrationserfassungsmittel zum einen vor der Spüleinheit platziert sein und zum anderen die Zeitverzögerung durch den Abschnitt X gegeben sein. Die Steuerungseinheit muss den Ausspülzeitpunkt ermitteln, bevor das verunreinigte Wasser bzw. das Wasser mit zu hoher Konzentration an der Spüleinheit vorbeigeströmt ist.
  • Unter der Länge "X" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise ein definierter Leitungsabschnitt in der Zirkulationsleitung verstanden werden. Dieser Abschnitt reicht von einem Konzentrationserfassungsmittel, welches in der Zirkulationsleitung angeordnet ist, bis zu der Spüleinheit. Insbesondere reicht der Abschnitt bis zu einem Punkt, an welchem die Spüleinheit über eine eigene Zuleitung mit der Zirkulationsleitung verbunden ist.
  • Vorzugsweise ist die aktuelle Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen bzw. der Verkeimungsgrad in der Zirkulationsleitung messbar, so dass diese Konzentrationen live überwacht werden können und gezielt reagiert werden kann. Sobald eine zu hohe Konzentration erkannt wird, kann in das System eingegriffen werden und beispielsweise gezielt bzw. mit einer bestimmten Wassermenge gespült werden.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Steuerungseinheit einen selbstlernenden Algorithmus umfasst. Vorzugsweise ist der selbstlernende Algorithmus eine Kl-Einheit. Unter "KI" kann im vorliegenden Zusammenhang vorzugsweise "künstliche Intelligenz" verstanden werden, dessen Bedeutung der Fachwelt allgemein bekannt ist. Die Steuerungseinheit wertet die durch den Durchflusssensor erfassten Messwerte aus und kann aus diesen Messwerten auf eine möglicherweise ausreichende Nutzung des Wassers durch die Verbraucher schließen, die so hoch ist, dass kein Zirkulationsvorgang bzw. Spülvorgang erforderlich ist. In diesem Fall schaltet die Steuerungseinheit gegebenenfalls automatisch die Zirkulationspumpe ab. Über den selbstlernenden Algorithmus können Entnahmezeitpunkte ermittelt werden, die angeben, zu welchen Zeiten ein ausreichend hoher Durchfluss gegeben ist bzw. eine ausreichend hohe Nutzung des Wassers durch die Verbraucher erfolgen wird bzw. zu erwarten ist.
  • Es ist von Vorteil, wenn der Durchflusssensor ein Wasserzähler ist. Wasserzähler können zusätzlich zum reinen Vorhandensein eines Durchflusses eine genaue Auskunft über die durchflossene Wassermenge geben. Außerdem werden Wasserzähler üblicherweise ohnehin in Trink- und Brauchwassersystemen in der Regel unmittelbar am Übergabepunkt eingesetzt, da zur Abrechnung der verbrauchten Wassermenge mit dem Versorger diese Menge genau erfasst werden muss. Zu diesem Zweck sind Wasserzähler üblicherweise geeicht. Dementsprechend können auch einzelne Durchflusssensoren bzw. Wasserzähler für die einzelnen Versorgungsteilleitungen vorgesehen sein. In der Regel werden die Wassermengen einzelner Wohneinheiten durch Wasserzähler erfasst. Somit müssten keine zusätzlichen separaten Sensoren, die als Durchflusssensor dienen, installiert werden. Vorteilhafte Durchflusssensoren in Form von Wasserzählern, sind für gewöhnlich bereits in einem Trink-Brauchwassersystem vorhanden.
  • Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen zu können.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Trink- und Brauchwassersystems;
    Figur 2
    eine schematische Darstellung eines zweiten Trink- und Brauchwassersystems;
    Figur 3
    eine schematische Darstellung eines dritten Trink- und Brauchwassersystems;
    Figur 4
    eine schematische Darstellung eines vierten Trink- und Brauchwassersystems; und
    Figur 5
    eine schematische Darstellung eines fünften Trink- und Brauchwassersystems.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist ein Trink- und Brauchwassersystem 10 als Kaltwassersystem ausgebildet. Das Trink- und Brauchwassersystem 10 umfasst einen Übergabepunkt 11 von dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz. Über den Übergabepunkt 11 wird eine zu Verbrauchern 12 führende Versorgungsleitung 20 in einer Strömungsrichtung 13 mit frischem Kaltwasser gespeist. Das Trink- und Brauchwassersystem 10 umfasst eine Zirkulationsleitung 30, in welcher eine Zirkulationspumpe 33 angeordnet ist. Zudem ist eine Kühleinrichtung 34 in der Zirkulationsleitung 30 angeordnet. Es ist denkbar, dass kumulativ oder alternativ zu der Kühleinrichtung 34 auch eine Reinigungseinrichtung 34 vorgesehen ist.
  • Die Versorgungsleitung 20 des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst eine Versorgungshauptleitung 21 in Form eines Steigrohrstranges und drei Versorgungsteilleitungen 22 in Form von Stockwerkssträngen, die in einem Stockwerk verteilt sind. Die Versorgungsteilleitungen 22 entspringen der Versorgungshauptleitung 21 jeweils auf Höhe der jeweiligen Stockwerke. Die Versorgungshauptleitung 21 ist direkt mit dem Übergabepunkt 11 verbunden, sodass das gesamte durch den Übergabepunkt 11 bereitgestellte Wasser die Versorgungshauptleitung 21 durchströmt. Die Versorgungshauptleitung 21 umfasst einen ersten Abzweig 25, an welchem sich der gesamte Wasserstrom der Versorgungshauptleitung 21 erstmalig in eine Versorgungsteilleitung 22, beispielsweise zu einer einzelnen Wohneinheit, aufteilt. Dort speist die Versorgungsteilleitung 22 die entsprechenden Verbraucher 12 mit Kaltwasser. Die Versorgungshauptleitung 21 erstreckt sich von dem Übergabepunkt 11 bis zu seinem Endstück 26, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel auf Höhe der obersten Etage bzw. der Versorgungsteilleitung 22 der obersten Etage vorgesehen ist.
  • Eine Zirkulationsleitung 30 umfasst drei Zirkulationsteilleitungen 32, die in Strömungsrichtung 13 in eine gemeinsame Zirkulationssammelleitung 31 münden. Die Anzahl der Zirkulationsteilleitungen 32 entspricht der Anzahl der Versorgungsteilleitungen 22, damit das Wasser jeder Versorgungsteilleitung 22 hinter den Verbrauchern 12 weiterfließen bzw. zirkulieren kann. Die Zirkulationsteilleitungen 32 sind in Strömungsrichtung 13 den Verbrauchern 12 nachgeordnet. Kaltwasser, das den Verbrauchern 12 durch die Versorgungsteilleitungen 22 bereitgestellt, jedoch nicht verbraucht wurde, kann über die Zirkulationsteilleitungen 32, die den entsprechenden Versorgungsteilleitungen 22 zugeordnet sind, weitergeführt werden. Somit kann das Wasser in dem vorliegenden Trink- und Brauchwassersystem 10 über die Zirkulationsleitung 30 zirkulieren. Das Wasser aus den einzelnen Zirkulationsteilleitungen 32 wird in eine gemeinsame Zirkulationssammelleitung 31 gesammelt. In Strömungsrichtung 13 ist die Zirkulationssammelleitung 31 somit den Zirkulationsteilleitungen 32 nachgeordnet.
  • Das Wasser strömt über die Zirkulationsleitung 30 durch eine Kühleinrichtung 34 hindurch, in welcher das Wasser gekühlt wird. Somit wird verhindert, dass sich Wassererwärmt und mikrobiologische Verunreinigungen, wie Keime, bilden können, die bevorzugt bei wärmeren Temperaturen entstehen. In Strömungsrichtung 13 hinter der Kühleinrichtung 34 ist in der Zirkulationsleitung 30 die Zirkulationspumpe 33 angeordnet, welche die erforderliche Förderleistung aufbringt, um das Wasser durch die Zirkulationsleitung 30 zu fördern und somit eine Zirkulation des Wassers zu ermöglichen.
  • Die Zirkulation entsteht dadurch, dass die die Zirkulationsleitung 30 an einem Anschlusspunkt 24 mit der Versorgungsleitung 20 verbunden ist. Der Anschlusspunkt 24 befindet sich in der Versorgungshauptleitung 21 der Versorgungsleitung 20. Das Wasser in dem Trink- und Brauchwassersystem 10 zirkuliert demnach von der Versorgungsleitung 20 über die Zirkulationsleitung 30 zurück in die Versorgungsleitung 20. In dem Abschnitt der Versorgungshauptleitung 21 hinter dem Anschlusspunkt 24 strömt sowohl frisches Wasser aus dem öffentlichen Versorgungsnetz als auch das zirkulierte und gekühlte Wasser aus der Zirkulationsleitung 30, wenn ein Wasserverbrauch durch zumindest einen Verbraucher 12 erfolgt.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 ist in der Versorgungshauptleitung 21 ein Durchflusssensor 23 angeordnet. Der Durchflusssensor 23 ist mit einer Steuerungseinheit 40 steuerungsmäßig verbunden. Die Steuerungseinheit 40 ist auch mit der Zirkulationspumpe 33 steuerungsmäßig verbunden.
  • Der Durchflusssensor 23 erfasst, ob in der Versorgungshauptleitung 21 ein Durchfluss vorhanden ist oder nicht. Ein Durchfluss des Wassers liegt vor, wenn die Verbraucher 12 Wasser verbrauchen, weil dann Wasser durch die Versorgungsleitung 20 strömt. Demnach kann über den Durchfluss auch darauf geschlossen werden, ob Wasser genutzt wird, also auch auf die Wassernutzung der Verbraucher 12 geschlossen werden. Es ist denkbar, dass der Durchflusssensor 23 ergänzend die konkrete Wassermenge erfassen kann.
  • Durch die steuerungsmäßige Verbindung der Steuerungseinheit 40 mit dem Durchflusssensor 23 und der Zirkulationspumpe 33 kann die Steuerungseinheit 40 basierend auf einem Messwert des Durchflusssensors 23 entscheiden, ob die Zirkulationspumpe 33 ein- oder ausgeschaltet wird und das entsprechende Signal zum Umschalten der Zirkulationspumpe 33 an diese senden.
  • Ein Zirkulationsvorgang in dem Trink- und Brauchwassersystem 10 ist nur erforderlich, wenn Wasser zu lange in den Leitungen des Systems steht, da sich dann möglicherweise mikrobiologische Verunreinigungen im Wasser bilden. Um dies zu verhindern, muss das Wasser in den Leitungen rechtzeitig zirkulieren und vorzugsweise durch die Einrichtung 34 gekühlt bzw. gereinigt werden.
  • Das Strömen des Wassers in sämtlichen Leitungen sorgt jedoch dafür, dass im Wasser enthaltener Sauerstoff an metallischen Verbindungsstellen des ansonsten aus Kunststoff gefertigten Rohrleitungssystems vorbeiströmt. Hierbei kann der Sauerstoff chemisch reduziert werden und somit für eine Oxidation der Metalle an den Verbindungsstellen sorgen. Hierdurch können sich Metallverunreinigungen im Wasser bilden. Durch je mehr Leitungen des Trink- und Brauchwassersystems 10 das Wasser fließt, desto höher ist die Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser. Daher ist es von Vorteil, die Zirkulationsvorgänge auf ein Minimum zu reduzieren. Das Wasser soll gerade so häufig zirkulieren, dass sich keine mikrobiologischen Verunreinigungen durch zu lange Stagnationszeiten in den Leitungen bilden, jedoch nicht häufiger als erforderlich, um die Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen nicht mehr als nötig zu erhöhen.
  • Über den erfassten Durchfluss durch den Durchflusssensor 23 kann demnach über die Steuerungseinheit 40 darauf geschlossen werden, ob ein Durchfließen des in der Versorgungsleitung befindlichen Wassers durch die Zirkulationsleitung 30 erforderlich ist oder nicht. Je nachdem kann die Steuerungseinheit 40 die Zirkulationspumpe 33 einschalten, wenn das Wasser in den Leitungen zirkulieren soll und die Zirkulationspumpe 33 ausschalten, wenn keine Zirkulation des Wassers erforderlich ist. Die vorliegende Ausführungsform ermöglicht durchflussabhängige Zirkulationsvorgänge, um die Konzentration der Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser möglichst gering zu halten. Gleichzeitig werden zu lange Stagnationszeitenzeiten des Wassers in den Leitungen vermieden, um so mikrobiologischen Verunreinigungen vorzubeugen.
  • In einem zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 2 weist ein Trink- und Brauchwassersystem 10 den grundlegenden Aufbau des ersten Trink- und Brauchwassersystems 10 nach Figur 1 auf. Das vorliegende Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach Figur 1 dadurch, dass das Trink- und Brauchwassersystem 10 eine dem Verbraucher 12 in Strömungsrichtung 13 nachgelagerte Spüleinheit 35 umfasst. Über die Spüleinheit 35 kann verunreinigtes Wasser aus dem Trink- und Brauchwassersystem 10 in das öffentliche Abwassernetz abgelassen werden, also hinausgespült werden.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Steuerungseinheit 40 auch steuerungsmäßig mit der Spüleinheit 35 verbunden. Hierdurch kann die Steuerungseinheit 40 basierend auf einem Messwert des Durchflusssensors 23 entscheiden, ob ein Ablassen des Wassers über die Spüleinheit 35 erfolgen soll. Ein durchflussabhängiges Spülen ist somit möglich. Durch das zu lange Ausbleiben eines Durchflusses kann die Steuerungseinheit 40 darauf schließen, dass sich Wasser zu lange in den Leitungen befunden hat und somit höchstwahrscheinlich durch mikrobiologische Verunreinigungen, wie Keime, verunreinigt ist. In diesem Fall kann das verunreinigte Wasser abgeleitet, also hinausgespült, werden. Die Spüleinheit 35 ist an die Zirkulationsleitung 30 angeschlossen, damit das verunreinigte Wasser abgeleitet werden kann, bevor es wieder zurück in die Versorgungsleitung 20 fließt. Es versteht sich, dass auch Wasser mit andersartigen Verunreinigungen, wie beispielsweise mit einer zu hohen Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen, über die Spüleinheit 35 in das öffentliche Abwassernetz abgelassen werden kann.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 sind zudem jeweils Zirkulationsregulierventile 36 in den Zirkulationsteilleitungen 32 angeordnet. Diese sind steuerungsmäßig mit der Steuerungseinheit 40 verbunden. Wenn beispielsweise ein ausreichender Durchfluss bzw. eine ausreichende Wassernutzung für bestimmte Versorgungsteilleitungen 22 ermittelt wurde, kann für die entsprechenden zugeordneten Zirkulationsteilleitungen 32 der Fließweg über das Zirkulationsregulierventil 36 abgesperrt werden, sodass in diesen Leitungen kein Zirkulationsvolumenstrom mehr fließt. Auf diese Weise können ausgewählte Versorgungsteilleitungen 22 bzw. Zirkulationsteilleitungen 32 von der Zirkulation ausgenommen werden, sodass nur Wasser in den Leitungen mit einem nicht ausreichenden Durchfluss zirkuliert. Auf diese Weise können nicht erforderliche Zirkulationsvorgänge vermieden werden, sodass die Verunreinigung durch Metalle bzw. Kunststoffe im Wasser reduziert wird.
  • In einem dritten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist ein Trink- und Brauchwassersystem 10 vorgesehen, welches grundlegend dem ersten Trink- und Brauchwassersystem 10 nach Figur 1 entspricht. Zusätzlich sind in den Zirkulationsteilleitungen 32 Zirkulationsregulierventile 36 ähnlich dem zweiten Trink- und Brauchwassersystem nach Figur 2 angeordnet.
  • Des Weiteren sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach Figur 3 jeweils Durchflusssensoren 23 in den drei Versorgungsteilleitungen 22 angeordnet. Über die einzelnen Durchflusssensoren 23 kann der Durchfluss bzw. eine ausreichende Wassernutzung in jeder der Versorgungsteilleitungen 22 erfasst werden. Da jeder der Durchflusssensoren 23 auch steuerungsmäßig mit der Steuerungseinheit 40 verbunden ist, kann somit ermittelt werden, ob ein Zirkulationsvorgang für bestimmte Versorgungsteilleitungen 22 erforderlich ist. Über die Zirkulationsregulierventile 36 können die entsprechenden Teilleitungen abgesperrt werden, sodass nur das Wasser in bestimmten Teilleitungen 22, 33 zirkuliert. Nicht erforderliche Zirkulationsvorgänge in Leitungen mit ausreichend hohem Durchfluss, welcher durch die Durchflusssensoren 23 erfasst wurde, können somit vermieden werden. Hierzu werden die Zirkulationsregulierventile 36 in Abhängigkeit von den durch die Durchflusssensoren 23 erfassten Messwerten über die Steuerungseinheit 40 gesteuert. Daher ist eine steuerungsmäßige Verbindung der Steuerungseinheit 40 mit den Durchflusssensoren 23 und mit den Zirkulationsregulierventilen 36 vorgesehen.
  • In einem vierten Ausführungsbeispiel nach Figur 4 entspricht ein Trink- und Brauchwassersystem 10 im Wesentlichen dem Trink- und Brauchwassersystem 10 nach Figur 2. Zusätzlich ist ein Konzentrationserfassungsmittel 50 zum Erfassen der Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser in der Versorgungsleitung 20 angeordnet. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist das Konzentrationserfassungsmittel 50 in der Versorgungshauptleitung 21 zwischen dem Übergabepunkt 11 und dem Durchflusssensor 23 angeordnet. Über das Konzentrationserfassungsmittel 50 kann die Konzentration von Metall- und Kunststoffverunreinigungen im Wasser gemessen werden. Es ist denkbar, dass das Konzentrationserfassungsmittel 50 kumulativ oder alternativ an einer anderen Stelle in der Versorgungsleitung 20 angeordnet ist, um die Konzentration in bestimmten Bereichen der Versorgungsleitung 20 zu messen. Das Konzentrationserfassungsmittel 50 kann auch dazu eingerichtet sein, einen Verkeimungsgrad des Wassers zu messen, insbesondere einen Grad mikrobiologischer Verunreinigungen. Durch die Anordnung des Konzentrationserfassungsmittels 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels zwischen dem Übergabepunkt 11 und dem Anschlusspunk 24 in der Versorgungsleitung 20 kann insbesondere die Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen in dem Wasser erfasst werden, welches aus dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz bezogen wird. Es kann also einen Aufschluss darüber geben, ob eine erhöhte Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen über das öffentliche Wasserversorgungsnetz eingetragen wurde.
  • Mit einer möglichen Anordnung des Konzentrationserfassungsmittels 50 in der Versorgungsleitung 20 zwischen dem Anschlusspunkt 24 und dem Abzweig 25 kann der Grad der Verunreinigung erfasst werden, mit welchem Wasser den Verbrauchern zugeführt wird.
  • Zudem ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein weiteres Konzentrationserfassungsmittel 50 in Strömungsrichtung 13 zwischen der Einrichtung 34 und dem Anschlusspunkt 24 angeordnet. Diese Messposition gibt Aufschluss über die Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser bevor dieses wieder in die Versorgungsleitung 20 geleitet wird.
  • Insbesondere kann durch die Kombination der beiden Konzentrationserfassungsmittel 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ermittelt werden, wie viel Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen durch die Leitungen des Trink- und Brauchwassersystems 10 selbst eingetragen werden. Das Konzentrationserfassungsmittel 50 in der Versorgungsleitung 20 gibt Aufschluss über die Konzentration im Wasser, das aus dem öffentlichen Versorgungsnetz bezogen wurde und das zweite Konzentrationserfassungsmittel 50 in der Zirkulationsleitung 30 bietet einen Vergleichswert, wie sich die Konzentration im Wasser nach dem Durchströmen der Leitungen des Trink- und Brauchwassersystems 10 verändert hat.
  • Das Konzentrationserfassungsmittel 50 umfasst einen Sensor 51, der dazu in der Lage ist, kontinuierlich die Konzentration zu messen. Somit ist eine Live-Messung der Konzentration an der entsprechenden Messstelle möglich. Es ist denkbar, dass das Konzentrationserfassungsmittel 50 auch Entnahme- und Auswertemittel 52 umfasst, über welche eine automatische Probeentnahme und Auswertung im definierbaren Intervall erfolgen kann.
  • Die Steuerungseinheit 40 ist steuerungsmäßig mit dem Durchflusssensor 23 und mit dem Konzentrationserfassungsmittel 50 verbunden. Die Steuerungseinheit 40 ist dazu eingerichtet, basierend auf Messwerten des Durchflusssensors 23 und des Konzentrationserfassungsmittels 23 zu entscheiden, ob ein Ablassen des Wassers über die Spüleinheit 35 erforderlich ist. Durch die Messwerte des Durchflusssensors 23 und der Konzentrationserfassungsmittel 50 kann die Steuerungseinheit 40 einen Zusammenhang von Wasseraustausch und Reduzierung der Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen in einem bestimmten Zeitraum ermitteln, beispielsweise die Konzentrationserhöhung in Prozentpunkten pro Stunde.
  • Zusätzlich ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Steuerungseinheit 40 dazu eingerichtet, basierend auf Messwerten des Durchflusssensors 23 und des Konzentrationserfassungsmittels 50 eine Spülmenge zu ermitteln, die zur Bereinigung des verunreinigten Wassers erforderlich ist. Die Steuerungseinheit 40 ermittelt also die Austauschmenge des Wassers, die für eine ausreichende Verdünnung des Wassers erforderlich ist. Durch das Vermischen von stärker verunreinigtem Wasser mit weniger verunreinigtem Wasser ergibt sich eine durchmischte Wassermenge, die möglicherweise eine ausreichend geringe Konzentration an Verunreinigungen aufweist. Das Wasser ist somit hinsichtlich der Konzentration von Verunreinigungen verdünnt. Auf diese Weise kann wertvolles Trinkwasser eingespart werden, da nur die gerade erforderliche Wassermenge aus dem System hinausgespült wird.
  • In einem fünften Ausführungsbeispiel nach Figur 5 umfasst ein Trink- und Brauchwassersystem 10 im Unterschied zu dem Trink- und Brauchwassersystem 10 nach Figur 4 ein Konzentrationserfassungsmittel 50 in Strömungsrichtung 13 zwischen dem Zirkulationsregulierventil 36 und der Spüleinheit 35 in der Zirkulationsleitung 30. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Konzentrationserfassungsmittel 50 in der Zirkulationssammelleitung 31 angeordnet. Es ist jedoch auch denkbar, dass Konzentrationserfassungsmittel 50 in den Zirkulationsteilleitungen 32 angeordnet sind. Über die Konzentrationserfassungsmittel 50 kann ermittelt werden, ob in dem Wasser in der Zirkulationssammelleitung 31 eine zu hohe Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen vorliegt, sodass dieses verunreinigte Wasser über die Spüleinheit 35 ausgespült werden kann. Es ist denkbar, dass auch ermittelt werden kann, ob nur in bestimmten Zirkulationsteilleitungen 32 eine zu hohe Konzentration vorliegt, sodass lokale bzw. punktuelle Überschreitungen der Grenzwerte der Konzentration erkannt werden können und somit gezielt die betroffenen Leitungen gespült werden können.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist entlang der Zirkulationssammelleitung 31 eine Länge X ausgehend von dem Konzentrationserfassungsmittel 50 bis zu der Spüleinheit 35 definiert. X ist zumindest so groß, dass die Zeit, die das Wasser zu dem Durchströmen der Länge X der Zirkulationssammelleitung 31 benötigt, kleiner ist als die Zeit, die in Summe das Konzentrationserfassungsmittel 50 zum Erfassen einer Konzentration und die Steuerungseinheit 40 zu dem Ermitteln der Spülmenge benötigen. Der Leitungsinhalt der Länge X dient als Zeitverzögerung, damit die Steuerungseinheit 40 ausreichend Zeit hat, den erforderlichen Ausspülzeitpunkt des Wassers zu ermitteln. Sobald ein bestimmter Bereich des Wassers an dem Konzentrationserfassungsmittel 50 vorbeifließt, wird die Konzentration dieses Bereiches erfasst. Dieser Messwert wird an die Steuerungseinheit 40 weitergeleitet. Die Steuerungseinheit 40 berechnet die Spülmenge bzw. den exakten Zeitpunkt, zu dem der betroffene Bereich des Wassers über die Spüleinheit 35 abgelassen werden muss. Während dieser Vorgänge - ab dem Zeitpunkt, wenn das Konzentrationserfassungsmittel 50 die erhöhte Konzentration 35 erfasst - strömt das betroffene Wasser weiter durch die Zirkulationsleitung 30. Daher muss die Spüleinheit 35 ausreichend weit von dem Konzentrationserfassungsmittel 50 entfernt sein. Andernfalls könnte es passieren, dass die Spüleinheit 35 zu spät das Wasser aus der Zirkulationsleitung 30 ausspült und das Wasser erhöhter Konzentration bereits an der Spüleinheit 35 vorbeigeströmt ist. Dann könnte das Wasser erhöhter Konzentration nicht mehr hinausgespült werden, bevor es zurück in die Versorgungsleitung 20 gelangt.
  • Die Steuerungseinheit 40 der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele umfasst eine KI-Einheit. Diese wertet die Messwerte des Durchflusssensors 23 aus und schließt auf einen ausreichenden Durchfluss zu bestimmten Zeiten. Sie analysiert also ein Nutzungsverhalten der Verbraucher 12. So kann die Steuerungseinheit 40 durch den selbstlernenden Algorithmus Entnahmezeitpunkte ermitteln und die Zirkulationspumpe 33 entsprechend an- bzw. abschalten.
  • Es ist denkbar, dass der Durchflusssensor 23 der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 bis 5 ein Wasserzähler ist, der die exakte Wassermenge ermitteln kann. Bei gattungsgemäßen Trink- und Brauchwassersystemen 10 werden üblicherweise ohnehin Wasserzähler eingesetzt, um die verbrauchte Wassermenge der Verbraucher 12 mit dem Versorger abzurechnen. Üblicherweise weist auch jede einzelne Wohneinheit einen eigenen Wasserzähler auf. Somit können die ohnehin vorgesehenen Wasserzähler als Durchflusssensor 23 verwendet werden. Zusätzliche Sensoren, die als Durchflusssensor 23 dienen, müssen nicht mehr installiert werden.
  • Sämtliche Anordnungen von Sensoren und Erfassungsmitteln sowie steuerungsmäßige Verbindungen mit der Steuerungseinheit 40 der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele können auch geeignet kombiniert werden, um möglichst sauberes Wasser bei möglichst geringem Wasserverbrauch bereitstellen zu können. Bestimmte Kombinationen können besonders vorteilhaft für eine verbesserte Steuerung des Gesamtprozesses sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Trink- und Brauchwassersystem
    11
    Übergabepunkt
    12
    Verbraucher
    13
    Strömungsrichtung
    20
    Versorgungsleitung
    21
    Versorgungshauptleitung
    22
    Versorgungsteilleitung
    23
    Durchflusssensor
    24
    Anschlusspunkt
    25
    Abzweig
    26
    Endstück der Versorgungshauptleitung 21
    30
    Zirkulationsleitung
    31
    Zirkulationssammelleitung
    32
    Zirkulationsteilleitung
    33
    Zirkulationspumpe
    34
    Einrichtung
    35
    Spüleinheit
    36
    Zirkulationsregulierventil
    X
    Länge der Zirkulationssammelleitung 31 bis zur Spüleinheit 35
    40
    Steuerungseinheit
    50
    Konzentrationserfassungsmittel
    51
    Sensor
    52
    Entnahme- und Auswertemittel

Claims (15)

  1. Trink- und Brauchwassersystem (10), das als Kaltwassersystem ausgebildet ist, umfassend einen Übergabepunkt (11) von dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz, über den eine zu mindestens einem Verbraucher (12) führende Versorgungsleitung (20) in einer Strömungsrichtung (13) mit frischem Kaltwasser gespeist wird,
    eine Zirkulationsleitung (30) mit einer in der Zirkulationsleitung (30) angeordneten Zirkulationspumpe (33), und eine Einrichtung (34) zum Kühlen und/oder Reinigen von Wasser, die in der Zirkulationsleitung (30) angeordnet ist,
    gekennzeichnet durch eine steuerungsmäßig mit der Zirkulationspumpe (33) und mit einem in der Versorgungsleitung (20) angeordneten Durchflusssensor (23) verbundene Steuerungseinheit (40), die dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Messwert des Durchflusssensors (23) zu entscheiden, ob die Zirkulationspumpe (33) ein- oder ausgeschaltet wird.
  2. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trink- und Brauchwassersystem (10) eine dem Verbraucher (12) in Strömungsrichtung (13) nachgelagerte Spüleinheit (35) zum Ablassen von Wasser aus dem Trink- und Brauchwassersystem (10) umfasst, dass die Steuerungseinheit (40) steuerungsmäßig mit der Spüleinheit (35) verbunden ist, wobei die Steuerungseinheit (40) dazu eingerichtet ist, basierend auf einem Messwert des Durchflusssensors (23) zu entscheiden, ob ein Ablassen des Wassers über die Spüleinheit (35) erfolgt, und dass die Spüleinheit (35) an die Zirkulationsleitung (30) angeschlossen ist.
  3. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (20) eine von dem gesamten durch den Übergabepunkt (11) bereitgestellten Wasser durchströmte Versorgungshauptleitung (21) umfasst, welche sich von dem Übergabepunkt (11) bis zu einem Endstück (26) erstreckt, und einen Abzweig umfasst, an dem sich der gesamte Wasserstrom in der Versorgungshauptleitung (21) erstmalig in eine Versorgungsteilleitung (22), insbesondere zu einer einzelnen Etage und/oder Wohnung eines Gebäudes, aufteilt, und dass der Durchflusssensor (23) in der Versorgungshauptleitung (21), vorzugsweise zwischen dem Übergabepunkt (11) und dem Abzweig (25), angeordnet ist.
  4. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflusssensor (23) in der Versorgungsteilleitung (22) angeordnet ist.
  5. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zirkulationsleitung (30) zumindest eine, vorzugsweise genau eine, Zirkulationssammelleitung (31) und mehrere in die Zirkulationssammelleitung (31) mündende Zirkulationsteilleitungen (32) umfasst, und dass in der Zirkulationsteilleitung (32) ein steuerungsmäßig mit der Steuerungseinheit (40) verbundenes Zirkulationsregulierventil (36) angeordnet ist.
  6. Trink- und Brauchwassersystem (10), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Konzentrationserfassungsmittel (50) zum Erfassen der Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen im Wasser und/oder des Verkeimungsgrades des Wassers in der Versorgungsleitung (20) und/oder in der Zirkulationsleitung (30) angeordnet ist.
  7. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationserfassungsmittel (50) in Strömungsrichtung (13) zwischen der Einrichtung (34) und einem die Zirkulationsleitung (30) mit der Versorgungsleitung (20) verbindenden Anschlusspunkt (24) in der Zirkulationsleitung (30) angeordnet ist.
  8. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationserfassungsmittel (50) in Strömungsrichtung (13) zwischen dem Übergabepunkt (11) und einem die Zirkulationsleitung (30) mit der Versorgungsleitung (20) verbindenden Anschlusspunkt (24) in der Versorgungsleitung (20) angeordnet ist.
  9. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationserfassungsmittel (50) in Strömungsrichtung (13) zwischen dem Zirkulationsregulierventil (36) und der Spüleinheit (35) in der Zirkulationsleitung (30) angeordnet ist.
  10. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationserfassungsmittel (50) in der Zirkulationssammelleitung (31) angeordnet ist.
  11. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Konzentrationserfassungsmittel (50) einen Sensor (51) und/oder ein automatisches Entnahme- und Auswertemittel (52) umfasst.
  12. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (40) steuerungsmäßig mit dem Durchflusssensor (23) und mit dem Konzentrationserfassungsmittel (50) verbunden ist, wobei die Steuerungseinheit (40) vorzugsweise dazu eingerichtet ist, basierend auf Messwerten des Durchflusssensors (23) und des Konzentrationserfassungsmittels (50) zu entscheiden, ob ein Ablassen des Wassers über die Spüleinheit (35) erforderlich ist.
  13. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (40) dazu eingerichtet ist, basierend auf Messwerten des Durchflusssensors (23) und des Konzentrationserfassungsmittels (50) eine Spülmenge zu ermitteln, die zur Bereinigung des verunreinigten Wassers erforderlich ist.
  14. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach Anspruch 5 und Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Zirkulationssammelleitung (31) eine Länge X ausgehend von dem Konzentrationserfassungsmittel (50) bis zu der Spüleinheit (35) definiert ist, wobei X zumindest so groß ist, dass die Zeit, die das Wasser zu dem Durchströmen der Länge X der Zirkulationssammelleitung (31) benötigt, kleiner ist als die Zeit, die in Summe das Konzentrationserfassungsmittel (50) zum Erfassen einer Konzentration und die Steuerungseinheit (40) zu dem Ermitteln der Spülmenge benötigen.
  15. Trink- und Brauchwassersystem (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Konzentration von Metall- bzw. Kunststoffverunreinigungen und/oder der Verkeimungsgrad in der Zirkulationsleitung (35) messbar ist.
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