DE102011113039A1

DE102011113039A1 - Vorrichtung zum Erkennen von Leckagen an Leitungen von Undichtheiten in Wassersperren einer im Boden befindlichen Gebäudewand, sowie Schaltung zum Betreiben der Vorrichtung

Info

Publication number: DE102011113039A1
Application number: DE102011113039A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2013-03-14

Abstract

Vorrichtung zum Erkennen von Leckagen an Rohrleitungen des Trinkwassernetzes, insbesondere an Rohrleitungen des Hauswassernetzes, oder von Undichtheiten in Wassersperren einer im Boden befindlichen Gebäudewand unter Verwendung eines sensorischen Systems im Bereich des zu überwachenden Leitungs- oder Gebäudewandabschnitts, dadurch gekennzeichnet, dass sich entlang des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte (1, 1a, 1b, 1c, 1d) wenigstens zwei elektrische Leitungen (10, 10', 10a, 10b, 10c, 11, 11', 11a, 11b, 11c) erstrecken, an die eine Spannung anlegbar ist, dass die Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte (1, 1a, 1b, 1c, 1d) mit einer Vorrichtung (A) zur Überwachung der Höhe oder eines vorgebbaren Grenzwertes des fließenden elektrischen Stromes verbindbar sind, und dass eine Einrichtung (B, C) zur Auslösung einer Antwortreaktion vorgesehen ist, die bei Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des elektrischen Stromes g) einen lokalen Alarm auslöst und/oder h) eine Nachricht an einen vorgegebenen Empfänger verschickt und/oder i) mittels einer ansteuerbaren motorisch betätigbaren Absperrvorrichtung (S1, S2, S3, S4) den Zufluss zum betreffenden Rohrleitungsabschnitt (1, 1a, 1b, 1c) unterbindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen von Leckagen an Leitungen des Trinkwassernetzes, insbesondere an Leitungen des Hauswassernetzes. Darüber hinaus eignet sich die Erfindung zum Erkennen von Undichtheiten einer Wassersperre einer im Boden befindlichen Gebäudewand. Eine Schaltungsanordnung zeigt ein Ausführungsbeispiel zum Betreiben der Vorrichtung.
Trinkwasserleitungen werden fast ausnahmslos unter Erde oder – in Gebäuden – unter Putz verlegt. Leckagen an derart verlegten Leitungen des Trinkwassernetzes werden regelmäßig erst dann erkannt, wenn sich das Wasser einen Weg in sichtbare Bereiche gebahnt hat. Kleinere Leckagen bleiben oft über sehr lange Zeiträume unbemerkt.
Leckagen in Rohrleitungen führen nicht nur zum Verlust wertvollen Trinkwassers, sie können auch eine ernsthafte Gefahr für Personen darstellen, z. B. wenn Straßen unterspült werden und plötzlich großflächig einbrechen. Andererseits verursachen Wasserrohrbrüche in Gebäuden oft erhebliche Sachschäden und belasten die Versicherungen entsprechend.
Aber auch Undichtheiten in Wassersperren für Gebäudewände können zu erheblichen Schäden führen, wenn diese nicht frühzeitig erkannt werden. Oft werden solche Probleme erst nach vielen Jahren entdeckt, nämlich wenn das Mauerwerk auf seiner Innenseite Nässeflecken oder Schimmelbefall zeigt.
Zur Absicherung von Behältern und Leitungssystemen sind in der chemischen und pharmazeutischen Industrie vielfältige sensorische Überwachungssystem bekannt, wofür wegen des abzusichernden Gefahrenpotentials erhebliche Investitionen geleistet werden. Beispielhaft sei hier auf Vorrichtungen zur Überwachung plötzlicher oder untypischer Druckabfälle hingewiesen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zum Erkennen von Leckagen an Leitungen des Trinkwassernetzes, insbesondere an Leitungen des Hauswassernetzes, zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus soll eine Schaltung zum Betreiben der Vorrichtung entwickelt werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Kennzeichen der Ansprüche 1 und 9 gelöst Demnach erstrecken sich entlang des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte wenigstens zwei elektrische Leitungen, an die eine Spannung anlegbar ist. Eine Vorrichtung zur Überwachung der Höhe oder eines vorgebbaren Grenzwertes des fließenden elektrischen Stromes ist mit den betreffenden elektrischen Leitungen verbunden. Darüber hinaus ist eine Einrichtung zur Auslösung einer Antwortreaktion vorgesehen, die bei Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des elektrischen Stromes

a) einen lokalen Alarm auslöst und/oder
b) eine Nachricht an einen vorgegebenen Empfänger verschickt und/oder
c) mittels einer ansteuerbaren motorisch betätigbaren Absperrvorrichtung (S1, S2, S3, S4) den Zufluss zum betreffenden Rohrleitungsabschnitt (1, 1a, 1b, 1c) unterbindet.

Die elektrischen Leitungen sind vorzugsweise auf einem gemeinsamen Träger mit definiertem Abstand angeordnet, der beispielsweise um die betreffenden Rohrleitungsabschnitte spiralförmig gewickelt und mit diesen verklebt sein kann.
Im Falle der Überwachung der Dichtheit einer Wassersperre einer Gebäudewand sollte der Träger der elektrischen Leitungen auf der der Gebäudewand zugewandten Seite angeordnet und mit der Wassersperre verklebt sein.
Gemäß einer weiteren Variante ist ein schlauchförmig ausgebildeter Träger vorgesehen, der auf den zu überwachenden Rohrleitungsabschnitt aufschiebbar ist, wobei die elektrischen Leitungen auf der Innenseite des Trägers angeordnet sind, wenn die Rohrleitung aus einem nichtleitenden Kunststoff besteht. Im Falle elektrisch leitfähiger Rohrleitungen sind die elektrischen Leitungen auf der Außenseite des Trägers anzuordnen, wobei der Träger aus einem wasserdurchlässigen oder wasserleiten den Material bestehen sollte.
Der gemeinsame Träger der elektrischen Leitungen kann aber auch von der zu überwachenden Rohrleitung selbst gebildet werden, wenn diese aus Kunststoff besteht. In diesem Fall kann die Außenseite der Wandung die elektrischen Leitungen tragen, z. B. indem drahtförmige elektrische Leitungen mittels Wärme und Anschmelzen an der äußeren Kunststoffoberfläche der Rohrleitung fixiert werden. Aber auch eine einteilige Integration der elektrischen Leitungen im Zuge des Extrusionsprozesses der Rohrleitungen in einen Oberflächenabschnitt ist möglich, insbesondere in Anwendung so genannter 2-Komponenten-Technik, wobei die elektrischen Leitungen von einer mit Leitfähigkeitsbildnern versehenen Komponente (z. B. Graphit) gebildet werden. Die elektrischen Leitungen können derart angeordnet oder ausgebildet sein, dass diese nur abschnittsweise aus der Kunststoffoberfläche heraustreten.
Eine Antwortreaktion sollte erst ausgelöst werden, wenn der Stromfluss mehr als das 1.000-fache des Stromflusses erreicht, der sich bei vollständiger Flutung des betreffenden Leitungsabschnitts mit destilliertem Wasser einstellt. Die entspricht dem Mindestunterschied der Leitfähigkeit in Bezug auf Trinkwasser.
Idealerweise führt die Antwortreaktion automatisch zum Betätigen der Absperrvorrichtung, die mit der als schadhaft erkannten Rohrleitung verbunden ist oder zur Betätigung der Hauptabsperrvorrichtung des übergeordneten Rohrleitungssystems. Zusätzlich oder alternativ kann die Antwortreaktion zum Verschicken einer Funknachricht führen, z. B. per SMS.
Gemäß der erfindungsgemäßen Schaltung ist vorgesehen, dass die wenigstens zwei elektrischen Leitungen des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitts an eine Stromüberwachungseinrichtung angeschlossen sind, über die die Leitungen mit eine elektrischen Spannung beaufschlagt werden, und dass die Spannungsüberwachungseinrichtung mit einer Antworteinheit verbunden ist, die bei Überschreitung der Höhe oder eines vorgebbaren Grenzwertes des fließenden elektrischen Stromes eine Antwortreaktion auslöst.
Um die Funktionsfähigkeit des Überwachungssystems zu prüfen und auch um Energie zu sparen, sollte Stromüberwachungseinheit die elektrischen Leitungen des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte periodisch mit einer vordefinierten Spannung beaufschlagen, z. B. im Takt von einer Sekunde bis einer Minute für jeweils eine Millisekunde bis 1 Sekunde. Hierbei sind die elektrischen Leitungen des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte an ihren Enden über einen hochohmigen elektrischen Widerstand miteinander verbunden. Beschädigungen einer elektrischen Leitung können so in einfacher Weise erkannt werden, insbesondere bei der Verlegung der Rohrleitungen bzw. der Wassersperre.
Vorzugsweise ist die Stromüberwachungseinheit derart ausgebildet und eingerichtet, dass diese bei Erkennung eines Ansteigens des elektrischen Stromes dessen Anstieg weiterhin überwacht und erst nach einer Plausibilitätsprüfung eine Antwortreaktion auslöst. Die Plausibilitätsprüfung sollte bei Erkennung von Unregelmäßigkeiten mit verkürzten Taktzeiten der Stromflussprüfung und/oder durch veränderte Spannungsbeaufschlagung erfolgen.
Die Antworteinheit ist verbunden mit einer Alarmsignaleinrichtung und/oder einer Funksendeeinrichtung und/oder wenigstens einer motorisch aktivierbaren Absperrvorrichtung für den zu überwachenden Rohrleitungsabschnitt. Eine Antwortreaktion sollte ausgelöst werden,

• wenn ein vorgegebener Grenzwert für den elektrischen Strom für eine bestimmt Zeit überschritten wurde, und/oder
• wenn ein vorgegebener Grenzwert für den elektrischen Strom überschritten wurde und gleichzeitig der Anstieg der Stromkurve einen vorgegeben Gradienten überschatten hat.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es stellen dar:
1 folienartiger bandförmiger Träger mit elektrischen Leitungen
2 folienartiger schlauchförmiger Träger mit elektrischen Leitungen
3 Rohrleitung mit schraubenförmig umwickelten elektrischen Leitungen
4 Kunststoff-Rohrleitung mit integrierten elektrischen Leitungen
5 Kunststoff-Rohrleitung mit integrierten elektrischen Leitungen und elektrischen einem Anschlusselement
6 Schaltungsanordnung zur Überwachung von drei Rohrleitungsabschnitten
7 Schaltungsanordnung zur Überwachung einer Wassersperre einer Gebäudewand in verschiedenen Höhenlagen
1 zeigt einen bandförmigen, aus Folie bestehenden Träger T1, der zwei in einem definierten Abstand parallel zueinander verlaufende elektrische Leitungen 10, 11 trägt. Der Träger T1 kann beispielsweise aus einem doppelllagigen Verbund zweier Folienbänder bestehen, zwischen denen die Leitungen 10, 11 eingebettet sind, wobei in diesem Falle zumindest die zu überwachende Seite von einer wasserdurchlässigen oder -leitenden Folie gebildet sein muss.
Eine solcher industriell leicht fertigbarer Träger T1 kann in einfacher Weise verarbeitet werden, z. B. indem dieser – wie in 2 angedeutet – entlang der Achse einer Rohrleitung T3 aufgeklebt wird oder – wie in 2 gezeigt – schraubenförmig um ein Rohr T3 gewickelt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung (siehe 4) sind die elektrischen Leitungen 10', 11' direkt in das Material eines Kunststoffrohres integriert, das hierfür zugleich den unmittelbaren Träger T3 für die Leitungen 10' 11' bildet. Die Einbettung der Leitungen 10', 11' kann während des Herstellungsprozesses des Rohres 1, T3, insbesondere während des Extrusionsprozesses erfolgen, indem in einem so genannten 2-Komponenten-Prozess ein leitfähig gemachter Kunststoff (z. B. durch Beimischung von Graphit) in den Randbereich der Rohres 1 koextrudiert wird.
Zur elektrischen Verbindung der Leitungen 10', 11' mit den Steuerungs- und Auswertegeräten (A, B, C) ist ein Kontaktring 2 mit Kontaktierungselementen 20', 21' vorgesehen (siehe 5), die mit den Leitungen 10', 11' in einen Presssitz gebracht werden können. Von den Kontaktierungselementen 20', 21' zweigen Leitungen 20a, 21a ab, über welche die Verbindung zur Stromüberwachungseinheit A und der Antworteinheit B, C hergestellt wird. Um eine korrekte Position des Kontaktringes 2 zur den Leitungen 10', 11' sicher zu stellen, weist das Rohr 1 eine sich axial ersteckende Rippe oder Wulst 100 auf, die mit einer zugeordneten Nut 200 des Kontaktringes 2 in einen formschlüssigen Eingriff bringbar ist. Natürlich sind auch andersartig gestaltete Kontaktvorrichtungen einsetzbar.
6 zeigt eine Schaltung zum Betreiben der voran beschriebenen Vorrichtung mit drei zu überwachenden Rohrleitungen 1a, 1b, 1c, deren elektrische Leitungen 10a, 10b, 10c, 11a, 11b, 11c über Anschlussleitungen 20a, 20b, 20c, 21a, 21b, 21c mit der Stromüberwachungseinrichtung A verbunden sind. Diese steuert Überwachungssignale bzw. die Beaufschlagung der Leitungen 10, 11 mit Spannungsimpulsen und wertete die Messergebnisse aus, um eventuelle Überschreitungen von Grenzwerten oder von Fehlern des Überwachungssystems festzustellen.
Bei Abweichungen von vorgegebenen Sollwerten oder Überschreitung von Grenzwerten führt das zur Generierung einer Antwortreaktion mittels der primären Antworteinheit B, was zur Betätigung der Sperrvorrichtungen S1, S2, S3 führen kann, über die die als schadhaft erkannte Leitung 1a, 1b, 1c versorgt wird. Die Ansteuerung erfolgt über die Signalleitungen 13a, 13b, 13c.
In diesem Ausführungsbeispiel ist noch eine sekundäre Antworteinheit C vorgesehen, deren Aufgaben prinzipiell auch von der primären Antworteinheit B übernommen werden könnten. Die Antworteinheit C könnte also als Modul der Überwachungseinheit speziell dafür konzipiert sein, akustischen Alarmsignale mittels eines Ausgabegerätes 140 oder Funknachrichten mittels einer Sendevorrichtung 150 zu generieren bzw. zu verschicken und/oder die Absperrung der Hauptleitung 1'' mittels einer entfernt liegenden Hauptsperrvorrichtung S4 zu veranlassen.
7 zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einer auf eventuelle Undichtheiten zu überwachenden Wassersperre T10, welche die dahinter liegende Gebäudewand vor Feuchtigkeit schützen soll. Die Wassersperre T10 ist auf ihrer wandseitigen Oberfläche in drei verschiedenen Höhenabschnitten Leitungen 10a, 10b, 10c, 11a, 11b, 11c tragenden folienartigen Trägern beklebt, wie bereits im Zusammenhang mit 1 beschrieben. Auch die Ansteuerung und Überwachung kann analog 6 erfolgen.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b, 1c: zu überwachender Rohrleitungsabschnitt
1d: zu überwachender Gebäudewandabschnitt
1'a, 1'b, 1'c: Zuleitung zum zu überwachender Rohrleitungsabschnitt
1'': Hauptleitung
10, 10', 10a, 10b, 10c: erste elektrische Leitung
11, 11', 11a, 11b, 11c: zweite elektrische Leitung
12a, 12b, 12c: Signalleitung
13a, 13b, 13c: Steuerleitung
14, 15, 16: Steuerleitung
100: Wulst
140: akustische Signaleinrichtung
150: Funksendeeinrichtung
2: Kontaktring
20': erstes Kontaktelement
21': zweite Kontaktelement
20a, 20b, 20c: erste Verbindungsleitung
21a, 21b, 21c: zweite Verbindungsleitung
200: Blut
A: Stromüberwachungseinrichtung
B: primäre Antworteinheit
C: sekundäre Antworteinheit
R: elektrischer Widerstand
T1, T2, T3: Träger
T10: Träger, Wassersperre
S1, S2, S3, S4: Sperrvorrichtung, Ventil

Claims

Vorrichtung zum Erkennen von Leckagen an Rohrleitungen des Trinkwassernetzes, insbesondere an Rohrleitungen des Hauswassernetzes, oder von Undichtheiten in Wassersperren einer im Boden befindlichen Gebäudewand unter Verwendung eines sensorischen Systems im Bereich des zu überwachenden Leitungs- oder Gebäudewandabschnitts, dadurch gekennzeichnet, dass sich entlang des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte (1, 1a, 1b, 1c, 1d) wenigstens zwei elektrische Leitungen (10, 10', 10a, 10b, 10c, 11, 11', 11a, 11b, 11c) erstrecken, an die eine Spannung anlegbar ist, dass die Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte (1, 1a, 1b, 1c, 1d) mit einer Vorrichtung (A) zur Überwachung der Höhe oder eines vorgebbaren Grenzwertes des fließenden elektrischen Stromes verbindbar sind, und dass eine Einrichtung (B, C) zur Auslösung einer Antwortreaktion vorgesehen ist, die bei Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des elektrischen Stromes d) einen lokalen Alarm auslöst und/oder e) eine Nachricht an einen vorgegebenen Empfänger verschickt und/oder f) mittels einer ansteuerbaren motorisch betätigbaren Absperrvorrichtung (S1, S2, S3, S4) den Zufluss zum betreffenden Rohrleitungsabschnitt (1, 1a, 1b, 1c) unterbindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen (10, 10', 10a, 10b, 10c, 11, 11', 11a, 11b, 11c) auf einem gemeinsamen Träger (T1, T2, T3, T10) mit definiertem Abstand angeordnet sind, insbesondere um die betreffenden Rohrleitungsabschnitte spiralförmig gewickelt und aufgeklebt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (T1) auf der der Gebäudewand zugewandten Seite einer Wassersperre (T10) angeordnet, insbesondere aufgeklebt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (T2) derart schlauchförmig ausgebildet ist, dass dieser auf den zu überwachenden Rohrleitungsabschnitt aufschiebbar ist, und • dass die elektrischen Leitungen (10, 11) auf der Innenseite des Trägers (T2) angeordnet sind, wenn die Rohrleitung aus einem nichtleitenden Kunststoff besteht bzw. • dass die elektrischen Leitungen (10, 11) auf der Außenseite des Trägers (T2) angeordnet sind, wenn die Rohrleitung aus einem leitenden Material besteht, z. B. aus einer Kupferlegierung.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Träger (T3) der elektrischen Leitungen von der Rohrleitung (1) aus Kunststoff selbst gebildet wird, und zwar von der Außenseite seiner Wandung, und zwar derart, dass die drahtförmigen elektrische Leitungen (10', 11') mittels Wärme und Anschmelzen der äußeren Kunststoffoberfläche der Rohrleitung (1) fixiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen (10', 11') beim Extrudieren der Rohrleitungen (1) in deren Oberfläche eingearbeitet wurden, und zwar • als drahtförmige Leitungen oder • in so genannter 2-Komponenten-Technik, wobei die elektrischen Leitungen von einer mit Leitfähigkeitsbildnern versehenen Komponente (z. B. Graphit) gebildet werden.
Vorrichtung nach wenigstens einem der voran stehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antwortreaktion erst ausgelöst wird, wenn der Stromfluss mehr als das 1.000-fache des Stromflusses erreicht, der sich bei vollständiger Flutung des betreffenden Leitungsabschnitts (1, 1a, 1b, 1c) mit destilliertem Wasser einstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antwortreaktion zum Betätigen der Hauptabsperrvorrichtung (S4) und/oder derjenigen Absperrvorrichtung (S1, S2, S3) führt, die unmittelbar vor dem zu überwachenden Rohrleitungsabschnitt (1a, 1b, 1c) liegt, der als schadhaft erkannt wurde, wobei die Antwortreaktion zum Verschicken einer Funknachricht führt, z. B. • per SMS z. B. an den Hauseigentümer und/oder Mieter, oder • an einen Sicherheitsdienst oder die Feuerwehr.
Schaltung zum Erkennen von Leckagen an Rohrleitungen des Trinkwassernetzes, insbesondere an Rohrleitungen des Hauswassernetzes, oder von Undichtheiten in Wassersperren einer im Boden befindlichen Gebäudewand unter Verwendung eines sensorischen Systems im Bereich des zu überwachenden Leitungsabschnitts, insbesondere gemäß der Vorrichtung von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei elektrischen Leitungen (10, 10', 10a, 10b, 10c, 11, 11', 11a, 11b, 11c) des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitts (1, 1a, 1b, 1c, 1d) an eine Stromüberwachungseinrichtung (A) angeschlossen sind, über die die Leitungen (10, 10', 10a, 10b, 10c, 11, 11', 11a, 11b, 11c) mit eine elektrischen Spannung beaufschlagt werden, dass die Spannungsüberwachungseinrichtung (A) mit einer Antworteinheit verbunden ist, die bei Überschreitung der Höhe oder eines vorgebbaren Grenzwertes des fließenden elektrischen Stromes eine Antwortreaktion auslöst.
Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromüberwachungseinheit (A) die elektrischen Leitungen (10, 10', 10a, 10b, 10c, 11, 11', 11a, 11b, 11c) des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte (1, 1a, 1b, 1c, 1d) periodisch mit einer vordefinierten Spannung beaufschlagt, z. B. im Takt von einer Sekunde bis einer Minute für jeweils eine Millisekunde bis 1 Sekunde, wobei die elektrischen Leitungen (10, 10', 10a, 10b, 10c, 11, 11', 11a, 11b, 11c) des zu überwachenden Rohrleitungs- oder Gebäudewandabschnitte (1, 1a, 1b, 1c, 1d) an ihren Enden über einen hochohmigen elektrischen Widerstand (R) miteinander verbunden sind und eine Plausibilitätsprüfung mit verkürzten Taktzeiten der Stromflussprüfung und/oder durch veränderte Spannungsbeaufschlagung erfolgt, wenn die Überwachung eine Abweichung von vorgegebenen Schwell- oder Grenzwerten ergeben hat.
Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Antworteinheit (B, C) verbunden ist • mit einer Alarmsignaleinrichtung (140) und/oder • einer Funksendeeinrichtung (150) und/oder • wenigstens einer motorisch aktivierbaren Absperrvorrichtung (S1, S2, S3, S4) für den zu überwachenden Rohrleitungsabschnitt.