DE3790014C2 - Zentralheizungsanlage und Wasserversorgungsanlage sowie Verfahren zur Kontrolle ihrer Dichtigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle einer Vorrichtung zur Leitung eines Mediums unter Druck gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 3 sowie eine Vor­ richtung zur Leitung eines Mediums unter Druck gemäß den Oberbegriffen der Ansprü­ che 2 und 4.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der DE 28 05 195 A1 bekannt. Hierbei sollen Leckstellen in einem Fernwärmeversorgungsnetz da­ durch detektiert werden, daß zwischen einzelnen Rohrleitungsabschnitten Meßwertge­ ber zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeit bzw. des dynamischen Drucks ange­ ordnet sind. Ein Leck in der Rohrleitung wird durch einen Druckabfall festgestellt, der in dem jeweiligen Abschnitten zwischen zwei zueinander beabstandeten Meßwertgebern durch Vergleich deren beider Druckmeßwerte gemessen wurde. Die notwendigen Ver­ fahrensschritte und Vorrichtungsmerkmale zur Durchführung einer Dichtigkeitskontrolle in einem Fernwärmeversorgungsnetz unterscheiden sich jedoch von denen in einer Zentralheizungsanlage oder Wasseranlage mit mehreren Zapfstellen für eine einzelne Versorgungseinheit in beispielsweise einem Gebäude.

Aus der DE 32 42 750 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der ein Sollwert eines Was­ serverbrauches einer Waschmaschine oder einer Spülmaschine mit dem tatsächlichen Istwert verglichen wird. Bei einer Undichtigkeit im Zulaufschlauch für die Waschmaschi­ ne werden die tatsächlichen Verbrauchswerte über den Sollwerten liegen, so daß ein Absperrventil geschlossen wird.

Zentralheizungsanlagen dieser Art verwenden normalerweise Wasser als das wärme­ übertragende Medium. Das Wasser kann entweder in einer lokalen Heizzentrale oder in einer Fernheizungszentrale erwärmt werden.

In diesen Installationen ist das wärmeübertragende Medium dem ganzen System ge­ meinsam, das als direkt angeschlossene Anlage bezeichnet wird.

In solchen direkt angeschlossenen Anlagen besteht beispielsweise bei Heizkörper- oder Rohrbrüchen die Gefahr des Ausströmens großer Wassermengen mit Folgeschäden am Gebäude. Schuldig daran ist die bedeutende Wassermenge, die eine Anlage dieser Art enthält.

Sofern nicht sofort in dem Teil der Anlage, wo das Leck aufgetreten ist, eine Absperrung des Wasservorlaufs geschieht, werden die Schäden sehr umfangreich werden, da im schlimmsten Fall erst abgesperrt wird, wenn ein Wasserschaden entstanden ist, z. B. falls keine Personen zugegen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem Undichtigkeiten einer Zentralheizungsanlage oder in einer Wasseranlage mit Zapfstellen festgestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der An­ sprüche 1, 2, 3 und 4 gelöst.

Hierdurch wird die Möglichkeit einer laufenden Kontrolle durch Überwachung jeweils der vorlaufenden und der rücklau­ fenden Wassermenge und somit der Dichtigkeit der Anlage er­ reicht, indem eine Abweichung zwischen dem Zugelaufenen und dem Abgelaufenen einen Flüssigkeitsverlust an zeigt der von einem Leck herrührt. Hierdurch wird ein solches Leck fernab der Installation festgestellt werden können, und es wird sofort eine Absperrung des Wasserzugangs stattfinden kön­ nen, z. B. durch Aktivierung des Motorventils, das elektrisch angetrieben sein kann. Gleichzeitig wird das Kontraventil dafür sorgen, daß nicht durch die Rücklaufleitung Wasser zur Anlage geleitet wird, wodurch man effektiv verhindern kann, daß mehr Wasser ausläuft als absolut notwendig.

Hierbei wird man zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Undich­ tigkeit einschreiten und dabei Schadenswirkungen an Instal­ lation und Gebäude verhindern können.

Sofern, wie in Anspruch 2 angegeben, eine Kontrollanlage automatisch die Volumenstrom-Messungen abtastet und, falls ein Leck nachgewiesen ist, ein Signal an das Motorventil und gegebenenfalls einen Alarm abgibt, wird eine automa­ tische Absperrung des schadhaften Abschnittes der Anlage erreicht.

Vermittels der in Anspruch 3 angegebenen Verfahrensweise, wonach das Signal vom Meßgerät mit einer vorherbestimmten Wasserführung verglichen wird, wird die Wasserzuführung ef­ fektiv unterbrochen werden können, wodurch Schäden am Ge­ bäude oder den wasserabhängigen Installationen, Tieren, Pflanzen etc. völlig vermieden werden können.

Indem, wie in Anspruch 4 angegeben, der Vergleich innerhalb eines vorherbestimmten Zeitintervalls durchgeführt wird, kann selbst ein sehr geringes Aussickern festgestellt wer­ den, falls die Kontrolle zu einem Zeitpunkt geschieht, wo kein Wasserverbrauch stattfindet. Dieses wird den enormen Wasserverlust, der durch kleine Undichtigkeiten, nicht ge­ schlossene Wasserhähne, undichte Schwimmerhähne etc. verur­ sacht wird, zum Versiegen bringen.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahmen auf die Zeichnung näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt ein Leitungsdiagramm einer Fernhei­ zungsinstallation,

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Kontrollanlage, und

Fig. 3 zeigt ein Leitungsdiagramm einer einsträn­ gigen Wasserversorgungsinstallation.

In Fig. 1 ist ein Beispiel einer Ausführungsform einer An­ lage gezeigt, die ein Fernheizungs-Versorgungsnetz 1, 2 und eine Zentralheizungsinstallation aufweist, die in der üblichen Weise Heizkörper 11 mit Verbindungsrohren 10 umfaßt.

Die Fernheizungsinstallation umfaßt eine Vorlaufleitung 1 und eine Rücklaufleitung 2. Die Anschlußleitungen 3 und 4 der Zentralheizungsanlage sind mit dieser Installation ver­ bunden.

Am Vorlaufanschluß 3 ist an der Verbrauchstelle 5, wie mit gestrichelter Linie angezeigt, ein elektrisch betriebenes Motorventil 6 angebracht, das den Zugang des warmen Wassers von der Fernheizungsleitung 1 unterbrechen kann, wenn der Motor aktiviert wird.

Dem Motorventil 6 ist ein Volumenstrom-Meßgerät 8 mit elektrischem Ausgangssignal, ein sogenannter Strömungsmes­ ser, nachgeschaltet.

Am Ablaufende der Anlage ist ein entsprechender Strömungs­ messer 9 sowie ein Kontraventil 7 angebracht, das gegenüber Wasser aus der Rücklaufleitung 2 des Fernheizungsnetzes ab­ sperrt.

In der Anlage ist in der üblichen Weise eine Anzahl Heiz­ körper oder Wärmetauscher 11 installiert, wobei es inner­ halb des Rahmens der Erfindung liegt, Strömungsmesser und Ventile an jeder gewünschten Stelle einer Zentralheizungs­ installation zu montieren, wo ein Bedarf für eine Kontrolle der Dichtigkeit des zwischenliegenden Installationsab­ schnittes besteht.

In Fig. 2 ist ein Beispiel einer Kontrollanlage 15 zur Ver­ wendung bei der Durchführung des Verfahrens zur Kontrolle der in Fig. 1 gezeigten Anlage gezeigt.

Die Strömungsmesser 8, 9 geben ein elektrisches Signal ab, das proportional ist zu der Wassermenge, die durch die Strömungsmesser passiert. Diese Signale 8, 9 werden Zählern 12, 13 zugeführt, die somit jeweils die Vorlauf- und die Rücklaufwassermenge der Anlage registrieren.

Die Signale werden einem Vergleicherkreis 14 zugeführt, der feststellt, ob über eine gewisse Grenze hinausgehende Un­ terschiede zwischen den Signalen bestehen, wobei eine Über­ schreitung dieser Grenze bedeutet, daß ein Leck in den zwischenliegenden Installationsteilen 10, 11 besteht.

Gleichzeitig kann einer Zählerkontrolle stattfinden, d. h. eine Feststellung, ob die Strömungsmesser vorschriftsgemäß funktionieren.

Falls somit ein Unterschied zwischen den beiden Zähler wer­ den registriert wird, wird ein Signal an den Motor des Mo­ torventils 6 abgegeben, das augenblicklich aktiviert wird und dabei den Zulauf des Wassers zur Anlage absperrt.

Weiterhin kann ein Signal an einen visuellen oder auditiven Alarm 16 abgegeben werden.

In den Vergleicher 14 ist eine Einheit zum Unterdrücken der Meßergebnisse bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit ein­ gebaut. Sofern eine solche Unterdrückung des Messignals nicht stattfindet, insbesondere bei niedrigen Durchströ­ mungsgeschwindigkeiten, treten aufgrund der unterschiedli­ chen Trägheiten der Meßorgane sowie aufgrund von Meßunge­ nauigkeiten unerwünschte Falschalarme auf.

Die Unterdrückungseinheit führt gleichermaßen eine Kompen­ sation der Strömungsänderung durch, die als Folge von Tem­ peratur- und/oder Druckunterschieden zwischen Vor- und Rücklauf zwischen den Meßorganen 12, 13 entsteht.

Auf Grund von Nichtlinearitäten der Meßorgane 12, 13 wird bei hohen Durchströmungsgeschwindigkeiten bald ein Meßunterschied entschehen, der größer ist als die Menge die er­ forderlich ist, um ein Signal an den Motor des Motorventils 6 abzugeben und den Alarm 16 zu aktivieren. Um diesem Problem entgegenzugehen, ist die Anlage mit einer variablen Anulierungsanordnung versehen, die in Abhängigkeit der vorliegenden Strömung den Meßprozeß in entsprechender Weise nullstellen wird.

Mit Hilfe dieser Mittel und dieses Verfahrens kann ein Leck augenblicklich Festgestell werden, und es können Maßnahmen zur Abhilfe des Lecks getroffen werden, wobei diese dadurch kleinstmöglich gehalten werden, daß die Anlage völlig ge­ genüber einem Zulauf neuen Wassers abgesperrt wird. Weiter­ hin können man Maßnahmen zur Vermeidungen von eventuelle Frostschäden oder Ahnlichem getroffen werden.

In Fig. 3 ist ein Beispiel einer Kontrollanlage in Verbin­ dung mit einer einsträngigen Wasserversorgungsanlage in ei­ nem Gebäude gezeigt.

Die Anlage ist an einer Hauptleitung 1 über eine Stichlei­ tung 3 angeschlossen. Die Stichleitung 3 führt in das Ge­ bäude 5 hinein das gestrichelt angedeutet ist.

Im Inneren des Gebäudes ist ein Motorventil 6 eingeschoben dessen Elektromotor die Wasserzufuhr zum Gebäude absperren kann.

In Reihe hiermit ist ein Strömungsmesser 8 eingeschoben, der mit einem gewöhnlichen Zähler für die Wasserzufuhr zum Gebäude ausgerüstet sein kann. Dieser Strömungsmesser gibt weiterhin in direkter Abhängigkeit von der Wasserzufuhr durch den Zähler Impulse ab. Das Signal wird einer elektro­ nischen Kontrolleinheit 15 zugeführt, die noch später er­ klärt wird.

Die Wasserleitung 10 des Gebäudes verläuft in der üblichen bekannten Weise zwischen den Zapfstellen 17.

Schließlich ist eine elektronische Einheit 18 mit Kapazi­ täts- und Zeiteinstellung gezeigt, welche Einheit die Kon­ trolanlage 15 zu jedem voreinstellbaren Wasserverbrauch und Zeitinterval aktivieren kann.

Im folgenden wird die Kontrolle der Wasserführung der Anla­ ge beschrieben.

Im Falle eine kontinuierlichen Kontrolle der Anlage wird die Einheit 18 auf obere und/oder untere Grenzwerte dafür eingestellt, wann ein Stopp und ein Absperren der Wasserzu­ fuhr gewünscht wird. Hiernach vergleicht die elektronische Kontrolle 15 das Signal vom Strömungsmesser B und gibt bei Überschreitung der festgelegten oberen und unteren Grenzen Signal an das Motorventil 6, das sofort die Wasserzufuhr zur Anlage absperren wird. Diese Überschreitung wird ty­ pisch durch einen Leitungsbruch verursacht sein, und weite­ re Wasserschaden wird verhindert werden.

Wo von einer Unterschreitung der Wasserzufuhr die Rede ist, kann man entweder die Wasserzufuhr vermehren, indem man an das Motorventil 6 Signal abgibt, welches dann zusätzlich den Zulauf öffnen kann oder falls dieses nicht durchführbar ist, die Wasserzufuhr und damit die Installation unterbre­ chen, so daß diese nicht auf Grund von Wassermangel zu­ sätzlich überlastet wird. Weiterhin kann in der üblichen Weise Alarm geschlagen werden.

Wo die Anlage primär auf Dichtigkeit überwacht werden soll, kann man die Einheit 18 dazu einstellen, beispielsweise innherhalb eine Stunde mitten in der Nacht Signalen die Kontrolleinheit 15 abzugeben, wo normalerweise kein Wasser gezapft wird. Jeglicher Wasserverbrauch wird deshalb durch ein Leck verursacht sein, welches dann einen Stopp der Was­ serführung durch Unterbrechung der Durchströmung durch der Motorventil 6 mit sich führen wird.

Wo ein Risiko unnötiger Unterbrechungen der Anlage besteht, kann man beispielsweise die Einheit 18 dazu einstellen, die Kontrolle beispielsweise in der nächst folgenden Stunde oder einem beliebigen anderen Zeitintervall zu wiederholen. Hierdurch können fehlerhafte Unterbrechungen vermieden wer­ den.

Mit Hilfe dieser Anlage und dieses Verfahrens wird eine einfache und sichere Kontrolle der Wasserzufuhr erreicht werden können, wodurch Wasserschäden und Betriebsstörungen wasserabhängiger Installation vermieden werden können.

Claims (4)

1. Verfahren zur Kontrolle einer Vorrichtung zur Leitung eines Mediums unter Druck durch Rohre von einer Versorgung zu einem oder mehreren Verbrauchern, insbe­ sondere Radiatoren in einer Zentralheizungsanlage, die mit einer Kontrollvorrich­ tung zur Kontrolle der Dichtigkeit in den Rohren versehen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Zentralheizungsanlage in einem Zulauf (3) und einem Ablauf (4) des Mediums ein Volumenstrom-Meßgerät (8, 9) mit elektrischem Ausgangs­ signal angeordnet wird, daß in den Zulauf (3) durch das Volumenstrom-Meßgerät (8) zur Absperrung des Zulaufes (3) ein durch ein Signal aktivierbares Motorventil (6) angeordnet wird, daß in dem Ablauf (4) nach dem Ablauf-Meßgerät (9) ein Kontraventil (7) zur Absperrung des Ablaufes angeordnet wird und daß die Kon­ trollvorrichtung die Ausgangssignale von dem Zulauf- (8) und dem Ablauf-Meß­ gerät (9) vergleicht und bei Überschreitung eines vorherbestimmten Unter­ schiedswertes ein Signal zur Aktivierung des Motorventils (6) zur Absperrung des Zulaufes (3) abgibt, um zu wahlfreien Zeitpunkten innerhalb vorherbestimmter Zei­ tintervalle die erwähnten Vergleiche vorzunehmen und gegebenenfalls ein Signal zur Aktivierung eines Alarms (16) abzugeben.

2. Vorrichtung zur Leitung eines Mediums unter Druck durch Rohre nach einem Verfahren nach Anspruch 1 von einer Versorgung zu einem oder mehreren Ver­ brauchern, insbesondere Radiatoren in einer Zentralheizungsanlage, die mit einer Kontrollvorrichtung zur Kontrolle der Dichtigkeit in den Rohren versehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Zentralheizungsanlage in einem Zulauf (3) und einem Ablauf (4) des Mediums ein Volumenstrom-Meßgerät (8, 9) mit elektri­ schem Ausgangssignal angeordnet ist, daß ein Motorventil (6) angeordnet ist, das den Zulauf (3) durch ein Volumenstrom-Meßgerät (8) absperrt, wenn es durch ein Signal aktiviert wird, daß ein Kontraventil (7) angeordnet ist, das zur Absperrung des Ablaufes (4) nach dem Ablauf-Meßgerät (9) vorgesehen ist, daß die Kontroll­ vorrichtung derart ausgebildet ist, daß die Ausgangssignale von dem Zulauf (8) und dem Ablauf-Meßgerät (9) verglichen und bei Überschreitung eines vorher­ bestimmten Unterschiedswertes ein Signal zur Aktivierung des Motorventils (6) zur Absperrung des Zulaufes (3) abgegeben wird und daß die Kontrollvorrichtung da­ zu eingerichtet ist, zu wahlfreien Zeitpunkten innerhalb vorherbestimmter Zeitinter­ vallen die erwähnten Vergleiche vorzunehmen und gegebenenfalls ein Signal zur Aktivierung eines Alarms (16) abzugeben.

3. Verfahren zur Kontrolle einer Vorrichtung zur Leitung eines Mediums unter Druck durch Rohre von einer Versorgung zu einem oder mehreren Verbrauchern, insbe­ sondere Zapfstellen in einer Wasseranlage für kaltes oder warmes Wasser, die mit einer Kontrollvorrichtung zur Kontrolle der Dichtigkeit in den Rohren versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung in der Wasseranlage für kaltes oder warmes Wasser das Ausgangssignal von dem Volumenstrom-Meß­ gerät (8) beim Zulauf (3) mit einer vorherbestimmten oberen und/oder unte­ ren Wasserführung vergleicht und bei Überschreitung und/oder Unterschreitung dieser Wasserführung ein Signal zur Aktivierung des Motorventils (6) zur Absper­ rung des Zulaufes (3) abgibt und daß die Kontrollvorrichtung dazu eingerichtet ist, zu wahlfreien Zeitpunkten innerhalb vorherbestimmter Zeitintervalle die erwähnten Vergleiche vorzunehmen und gegebenenfalls ein Signal zur Aktivierung eines Alarms (16) abzugeben.

4. Vorrichtung zur Leitung eines Mediums unter Druck durch Rohre nach einem Verfahren nach Anspruch 3 von einer Versorgung zu einem oder mehreren Ver­ brauchern, insbesondere Zapfstellen in einer Wasseranlage für kaltes oder war­ mes Wasser, die mit einer Kontrollvorrichtung zur Kontrolle der Dichtigkeit in den Rohren versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung in der Wasseranlage für kaltes oder warmes Wasser derart ausgebildet ist, daß das Ausgangssignal vom Volumenstrom-Meßgerät (8) beim Zulauf (3) mit einer vor­ herbestimmten oberen und/oder unteren Wasserführung verglichen und bei Über­ schreitung und/oder Unterschreitung dieser Wasserführung ein Signal zur Aktivie­ rung des Motorventils (6) zur Absperrung des Zulaufes (3) abgegeben wird und daß die Kontrollvorrichtung dazu eingerichtet ist, zu wahlfreien Zeitpunkten inner­ halb vorherbestimmter Zeitintervalle die erwähnten Vergleiche vorzunehmen und gegebenenfalls ein Signal zur Aktivierung eines Alarms (16) abzugeben.