DE10004805C2 - Method and device for indicating leaks in heat exchangers - Google Patents
Method and device for indicating leaks in heat exchangersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anzeige von Havarien in Wärmetauschern, die mit Wasser als Medium betrieben werden.The invention relates to a method and a device for indicating accidents in heat exchangers that are operated with water as a medium.
Zur Beheizung von umbautem Raum wie Wohnungen in Ein- und Mehrfamilienhäu sern, Büros, Werkhallen und dergleichen wird häufig wie folgt verfahren. Ein zen traler Lieferant liefert über Rohrleitungen Heißwasser in das Objekt. Oft wird die Zuleitung in den Keller verlegt. Hier durchströmt das gelieferte heiße Medium, fast immer ist dies Wasser mit einer Temperatur um 130 Grad Celsius, einen Wärme tauscher und gibt in diesem einen Teil seiner Wärme an ein zweites, zirkulierendes System ab, das seinerseits das nunmehr erwärmte Medium, zumeist Wasser, in die zu beheizenden Räume transportiert und dort über Heizkörper an die Umgebung abgibt.For heating enclosed spaces such as apartments in single and multi-family houses offices, workshops and the like are often operated as follows. A zen A central supplier delivers hot water to the property via pipes. Often it is Supply line laid in the basement. The hot medium supplied flows through here, almost this is always water with a temperature of around 130 degrees Celsius, a warmth exchanger and transfers part of its heat to a second, circulating one System, which in turn the now heated medium, mostly water, in the transported to heated rooms and there to the environment via radiators delivers.
Der Wärmetausch führt zu einer Temperatur von ca 65 Grad C am Wärmetauscher.The heat exchange leads to a temperature of approx. 65 degrees C at the heat exchanger.
Das System funktioniert nur dann reibungslos, wenn das wärmetransportierende Medium Wasser strenge Anforderungen an Reinheit erfüllt. Schwierig wird die Situation, wenn ein sogenannter Härteeinbruch erfolgt, das heißt, Fremdmedium in den Kreislauf eindringen. Das erfolgt zumeist von seiten der Sekundärleitungen.The system only works smoothly when the heat is transported Medium water meets strict purity requirements. It will be difficult Situation when a so-called drop in hardness occurs, that is, foreign medium in invade the circuit. This is mostly done by the secondary lines.
Es ist Stand der Technik, in der Primärleitung entsalztes Wasser einzusetzen.It is state of the art to use demineralized water in the primary line.
In der DE-OS 37 29 270 wird beschrieben, daß zum Aufrechterhalten eines be stimmten Säuregrades der pH-Wert eines Teilstromes von Kreislaufwasser offener Umlaufkühlsysteme gemessen und automatisch Säure zudosiert wird. Die DE-OS 197 21 810 beschreibt die Kontrolle des Verschmutzungszustandes von Wärmetau schern mit einem Meßnehmer zur Ermittlung der Infrarotstrahlung oder der Tempe ratur. Im Gebrauchsmuster DE 297 19 752 wird eine Meßanordnung zur Bestim mung der Qualitätsparameter von Wasser im Wasser-Dampf-Kreislauf von Kraft werken vorgestellt, die aus Kationenaustauschern und Leitfähigkeitsmeßzellen besteht. DE-OS 37 29 270 describes that to maintain a be the pH value of a partial stream of circulating water was more open Circulating cooling systems are measured and acid is automatically added. DE-OS 197 21 810 describes the control of the contamination status of heat accumulation shear with a sensor to determine infrared radiation or temperature maturity. In the utility model DE 297 19 752 a measuring arrangement for determining measurement of the quality parameters of water in the water-steam cycle of power works presented, which consist of cation exchangers and conductivity measuring cells consists.
Wichtig ist aber für die vorliegende Erfindung nicht in erster Linie die Gewähr leistung von Qualitätsparametern des Wassers im Primärkreislauf, darunter seines pH-Wertes, sondern die Signalisierung eines Härteeinbruchs, der im Regelfall zu großem Schaden am Wärmetauscher führt und dessen sofortige Ortung.However, the guarantee is not primarily important for the present invention performance of quality parameters of water in the primary circuit, including its pH value, but the signaling of a drop in hardness, which usually too causes great damage to the heat exchanger and its immediate location.
Ein Schaden wird bisher derart beseitigt, daß Suchkolonnen das Leck ausfindig machen und den Wärmetauscher wechseln.So far, damage has been eliminated in such a way that search columns find the leak make and change the heat exchanger.
Der Nachteil der bekannten Technik besteht eben darin, daß es lange dauert, bis der Härteeinbruch bemerkt wird.The disadvantage of the known technology is that it takes a long time the drop in hardness is noticed.
Ist er festgestellt, beginnt die Lecksuche. Diese ist arbeitsaufwendig und dauert vergleichsweise wieder lange.If it is found, the leak detection begins. This is labor intensive and takes time comparatively long again.
Die Ursache des Nachteils ist drin zu sehen, daß bisher keine Messungen durch geführt werden, die den Primär- ebenso wie den Sekundärkreislauf der Medien kontrollieren.The cause of the disadvantage can be seen in the fact that so far no measurements have been carried out are managed, the primary as well as the secondary circuit of the media check.
Der Lieferant ist interessiert, Härteeinbrüche zu vermeiden.The supplier is interested in avoiding hardness drops.
Es soll eine leicht durchzuführende Messung eines eventuellen Härteinbruchs möglich werden.It is intended to be an easy-to-carry out measurement of any hardness dip become possible.
Die Aufgabe wird erfinderisch wie folgt gelöst.The task is solved according to the invention as follows.
Aus dem Vorlaufstrom (Primärseite), der mit 130 bis 140 Grad ankommt, wird eine kleine Menge entnommen und mit einer vergleichsweise großen Menge Rücklauf wasser gekühlt.The flow stream (primary side), which arrives at 130 to 140 degrees, becomes one small amount removed and with a comparatively large amount of return water cooled.
Das geschieht, indem an den Wärmetauscher ein Modul geschaltet wird, indem eine Vorrichtung angeflanscht, angeschweißt, eingeschraubt oder in einer ent sprechenden Weise angebracht wird, die einen kleinen Teil des Vorlaufs separiert und zugleich wie ein Kühler wirkt, den Vorlauf auf ca 65 Grad kühlt, d. h. sich Vor- und Rücklauftemperatur angleichen (delta T = 0). This is done by switching a module to the heat exchanger by a device flanged, welded, screwed or in a ent speaking manner that separates a small part of the lead and at the same time acts like a cooler, cooling the flow to about 65 degrees, d. H. forward and adjust the return temperature (delta T = 0).
Jetzt erfolgt die Messung einer oder mehrerer indikativer Größen für einen Härtein bruch, indem Sensoren aus den beiden Teilströmen Vorlauf und Rücklauf Meß ergebnisse liefern, die verglichen werden. Zum Beispiel kann die Leitfähigkeit gemessen werden. Beide Flüssigkeitsströme haben die gleiche Temperatur, so daß sich deren Einfluß auf den Meßwert eliminiert.Now one or more indicative quantities for a hardness are measured break by measuring sensors from the two partial flows, flow and return deliver results that are compared. For example, the conductivity be measured. Both liquid flows have the same temperature, so that their influence on the measured value is eliminated.
Ebenso gut kann die [Na+] gemessen werden. Auch hier ist das Eliminieren von delta T von Bedeutung, was aber durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung gesichert ist.The [Na + ] can also be measured. The elimination of delta T is also important here, but this is ensured by the design of the device according to the invention.
Die Differenz der Leitfähigkeit oder der Natriumionenkonzentration [Na+] oder auch anderer Indikatoren ist jetzt der Maßstab für einen eventuellen Härteinbruch.The difference in conductivity or sodium ion concentration [Na + ] or other indicators is now the yardstick for a possible drop in hardness.
Die Vorrichtung ist derart ausgestaltet, daß bei Überschreiten eines bestimmten Deltawertes, z. B. delta LF oder delta T oder delta [Na+], ein Signal ausgelöst wird, das dem Lieferanten/Betreiber mitteilt, daß eine Havarie eingetreten ist, z. B. ein Härteinbruch auf der Sekundärseite.The device is designed such that when a certain delta value, for. B. delta LF or delta T or delta [Na + ], a signal is triggered which informs the supplier / operator that an accident has occurred, e.g. B. a hard dip on the secondary side.
Es wird also beispielsweise die Leitfähigkeit in dem abgetrennten und temperierten Teil des Vorlaufs und im Rücklauf gemessen mit an sich bekannter Sensorik.So it becomes, for example, the conductivity in the separated and tempered Part of the flow and the return measured with known sensors.
Die Meldung über eine Havarie wie z. B. einen Härteeinbruch kann über übliche Datenleitungen, über Bündelfunk oder dergleichen an eine Zentrale, einen Haus wart oder einen anderen Empfänger geleitet werden.The notification of an accident such as B. a drop in hardness over usual Data lines, via trunked radio or the like to a central office, a house were or another recipient.
Der Vorteil der Verfahrensweise besteht in der sofortigen und zuverlässigen Ortung der Schadstelle, wodurch sehr hohe Einsparungen erzielt werden können.The advantage of the procedure is the immediate and reliable location the damaged area, whereby very high savings can be achieved.
Die geringe Menge des zur Messung entnommenen Vorlaufs wird in den Rücklauf eingespeist und dergestalt entsorgt. Das ist möglich, weil ein geringer Druckabfall über den Wärmetauscher und das Modul entsteht.The small amount of the flow taken for measurement is returned to the return fed in and disposed of in this way. This is possible because of a low pressure drop via the heat exchanger and the module.
Der Verfahrensablauf ist also der folgende und wird unter Bezugnahme auf die Abbildung erläutert.The process flow is therefore the following and is described with reference to the Figure explained.
Aus der Vorlaufleitung eines Wärmetauschers wird eine kleine Menge Vorlauf abgezweigt, im Modul gegen den Rücklauf gekühlt. In beiden Flüssigkeitsströmen wird bei deren nahezu gleicher Temperatur durch je einen Sensor ein Wert gemes sen, der Leitfähigkeit, Ionenkonzentration oder ein ähnlicher Wert sein kann. Die beiden Werte werden durch ein Meßgerät erfaßt. Sind sie merklich unterschiedlich, gibt ein entsprechend eingestelltes Gerät wie zum Beispiel ein Differenzleitfähig keitsmeßgerät mit nachgeschaltetem optischen oder akustischen Signalgeber eine Warnmeldung an den Betreiber.The flow line of a heat exchanger becomes a small amount of flow branched, cooled in the module against the return. In both fluid flows a value is measured by a sensor at almost the same temperature sen, which can be conductivity, ion concentration or a similar value. The both values are recorded by a measuring device. Are they noticeably different gives an appropriately set device such as a differential conductive keitsmeßgerät with downstream optical or acoustic signal generator Warning message to the operator.
Die Vorrichtung ist wie folgt zu beschreiben.The device should be described as follows.
Ein zylinderförmiger Mantel ist mit zwei Durchtrittsstellen und versehen, durch die das Zuleitungsrohr (2) und das Ableitungsrohr einer Kühlerschlange treten. Die Durchtrittsöffnungen sind abgedichtet. Die Kühlerschlange (7) ist im Inneren des Zylinders fixiert. An der Austrittsstelle des Ableitungsrohres ist ein Sensor (4) für eine Leitfähigkeitsmessung angebracht.A cylindrical jacket is provided with two passages and through which the inlet pipe ( 2 ) and the outlet pipe of a radiator coil pass. The through openings are sealed. The radiator coil ( 7 ) is fixed inside the cylinder. A sensor ( 4 ) for a conductivity measurement is attached to the outlet point of the discharge pipe.
Der bezeichnete zylinderförmige Mantel trägt zwei weitere Durchtrittsstellen (1) und (9) für Heiznetzrücklauf.The designated cylindrical jacket carries two further passages ( 1 ) and ( 9 ) for heating network return.
An einer weiteren Stelle ist der Mantel durchbrochen und nimmt einen Leitfähig keitssensor (3) auf, der in den Heiznetzrücklauf ragt.At another point, the jacket is broken and takes a conductivity sensor ( 3 ), which protrudes into the heating network return.
An einer weiteren Stelle schließlich nimmt der Mantel eine Rücklaufleitung für den Flüssigkeitsstrom des Heiznetzvorlaufes, der bei (2) eintritt, (4) und (5) und (6) durchläuft und rückgeführt wird, auf.At another point, the jacket finally receives a return line for the liquid flow of the heating network flow, which occurs at ( 2 ), ( 4 ) and ( 5 ) and ( 6 ) passes through and is returned.
Die Leitfähigkeitssensoren (3) und (4) sind mit den Anschlußstellen eines Leitfähig keitsdifferenzmeßverstärkers (8) verbunden.The conductivity sensors ( 3 ) and ( 4 ) are connected to the connection points of a conductivity difference measuring amplifier ( 8 ).
In Funktion ist die Vorrichtung wie folgt zu charakterisieren.The function of the device can be characterized as follows.
Der Heiznetzrücklauf durchströmt einen Zylinder mit einer durch die äußeren Umstände vorgegebenen Temperatur. Häufig wird diese ca 65°C betragen.The heating network return flows through a cylinder with one through the outer Circumstances given temperature. Often this will be around 65 ° C.
Zugleich wird aus dem Heiznetzvorlauf in der beschriebenen Weise eine geringe Menge Medium abgezweigt und an der in der Zeichnung gekennzeichneten Weise über (2) in eine Kühlerschlange (7) eingespeist. Das Medium durchläuft die Kühler schlange (7) und nimmt dabei die Temperatur des umgebenden Mediums an. Der Heiznetzvorlauf durchläuft eine Leitfähigkeitsmeßzelle (8) und wird anschließend über einen Durchflußanzeiger (5) und ein Ventil (6) in den Heiznetzrücklauf einge speist.At the same time, a small amount of medium is branched off from the heating network flow in the manner described and fed into a cooler coil ( 7 ) in the manner indicated in the drawing via ( 2 ). The medium passes through the cooler coil ( 7 ) and takes on the temperature of the surrounding medium. The heating network flow passes through a conductivity measuring cell ( 8 ) and is then fed into the heating network return via a flow indicator ( 5 ) and a valve ( 6 ).
Die Leitfähigkeit des Heiznetzrücklaufs wird durch den Sensor (3)angezeigt.The conductivity of the heating network return is indicated by the sensor ( 3 ).
Die Meßwerte werden auf einen-Leitfähigkeits-Differenz-Meßverstärker (8) über tragen und dort registriert. Im Normalfall liegt delta F nahe Null. Überschreitet delta F einen kritischen Grenzwert - dieser kann eingestellt werden - wird Alarm ausge löst. The measured values are transferred to a conductivity difference measuring amplifier ( 8 ) and registered there. Normally, delta F is close to zero. If delta F exceeds a critical limit - this can be set - an alarm is triggered.
11
Heiznetzrücklauf Zufluß
Heating network return inflow
22
Heiznetzvorlauf
Heating network flow
33rd
Leitfähigkeitsmessung Rücklauf
Conductivity measurement return
44
Leitfähigkeitsmessung Vorlauf
Conductivity measurement flow
55
Durchflußanzeiger
Flow indicator
66
Absperrventil
Shut-off valve
77
Kühlerschlange
Radiator coil
88th
Leitfähigkeits-Differenzmeßverstärker
Conductivity differential amplifier
99
Heiznetzrücklauf Austrittsstelle
Heating network return outlet
Claims (9)
ein Zylinder in den Heiznetzrücklauf eingepaßt ist,
dieser an der Heiznetzrücklaufeintrittsstelle (1) einen Sensor (3) trägt
im Zylinder eine Kühlerschlange (7) fixiert ist
die aus einem wärmeleitenden Material besteht
und an der Austrittsstelle aus dem Zylinder ebenfalls einen Sensor (4) trägt,
sowie einen Rücklauf in den Heiznetzrücklauf über (6)
die Sensoren (3) und (4) mit einem Differenzmeßverstärker (8) verbunden sind und dieser mit einer Alarmanlage. 5. Device for displaying leaks in heat exchangers, especially in heating systems, characterized in that
a cylinder is fitted in the heating network return,
this carries a sensor ( 3 ) at the heating network return entry point ( 1 )
a radiator coil ( 7 ) is fixed in the cylinder
which consists of a heat-conducting material
and also carries a sensor ( 4 ) at the point of exit from the cylinder,
as well as a return to the heating network return via ( 6 )
the sensors ( 3 ) and ( 4 ) are connected to a differential measuring amplifier ( 8 ) and this to an alarm system.
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| DE10004805A1 DE10004805A1 (en) | 2001-08-30 |
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Citations (3)
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| DE19721810A1 (en) * | 1997-05-26 | 1998-12-03 | Dreibach Gmbh | Monitoring method for dirt accumulation in heat exchangers |
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2000
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