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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lokalisierung einer Leckage an zumindest einer Flüssigkeitsleitung. Die Erfindung dient insbesondere der Verhinderung von Wasserschäden durch austretende Flüssigkeiten.
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In Gebäuden ist regelmäßig eine Vielzahl von Wasserleitungen verlegt, die von einer Flüssigkeitsquelle, wie zum Beispiel einem öffentlichen Wasserversorgungsnetz, zu unterschiedlichen Verbrauchern, wie zum Beispiel Sanitärarmaturen, Spülmaschinen oder Waschmaschinen, führen. An diesen Flüssigkeitsleitungen können Leckagen beispielsweise in Form von Rohrbrüchen oder Rissen entstehen, durch die Flüssigkeit austreten kann. Die austretende Flüssigkeit kann an den Austrittsstellen zu großen Schäden an dem Gebäude, einem Mauerwerk und/oder an Einrichtungen des Gebäudes führen.
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Aus diesem Grund ist bereits eine Vielzahl von Verfahren zum Detektieren von Leckagen an Flüssigkeitsleitungen bekannt. Beispielsweise sind mittels Durchflusssensoren Leckagen mit großen Flüssigkeitsaustritten, wie diese zum Beispiel bei Rohrbrüchen auftreten, detektierbar. Kleinere Leckagen, wie zum Beispiel Tropfleckagen, sind zudem mit Verfahren detektierbar, bei denen beispielsweise ein Druckabfall innerhalb eines bestimmten Prüfzeitraums in den Flüssigkeitsleitungen gemessen wird. Mit diesem Verfahren ist jedoch lediglich detektierbar, ob eine Leckage vorliegt, jedoch nicht, wo sich die Leckage an den Flüssigkeitsleitungen befindet. Die Suche nach dem Ort der Leckagen ist daher häufig aufwendig und teuer.
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Aufgabe der Erfindung ist daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Lokalisierung einer Leckage in zumindest einer Flüssigkeitsleitung anzugeben, mit dem der Ort einer Leckage an der zumindest einen Flüssigkeitsleitung einfach bestimmbar ist. Darüber hinaus soll auch eine Vorrichtung zur Lokalisierung einer Leckage an zumindest einer Flüssigkeitsleitung angegeben werden, mit der der Ort einer Leckage an der zumindest einen Flüssigkeitsleitung einfach bestimmbar ist.
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Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängig formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lokalisierung einer Leckage an zumindest einer Flüssigkeitsleitung weist zumindest die folgenden Schritte auf:
- a) Schließen der zumindest einen Flüssigkeitsleitung mit einem ersten Ventil;
- b) Öffnen eines zweiten Ventils, sodass ein Signalgas von einer Signalgasquelle über das zweite Ventil in die zumindest eine Flüssigkeitsleitung und von der zumindest einen Flüssigkeitsleitung aus der Leckage strömt.
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Das Verfahren dient der Lokalisierung einer Leckage an zumindest einer Flüssigkeitsleitung, die insbesondere zumindest teilweise durch eine Verbrauchseinheit, wie zum Beispiel einem Gebäude, einer Wohnung oder einem Hotelzimmer, von einer Flüssigkeitsquelle, wie zum Beispiel einem öffentlichen Wasserversorgungsnetz, zu zumindest einem Verbraucher, wie zum Beispiel einer Sanitärarmatur, einer Spülmaschine oder einer Waschmaschine, verläuft. Die zumindest eine Flüssigkeitsleitung besteht insbesondere zumindest teilweise aus Metall, wie zum Beispiel Kupfer oder einer Kupferlegierung. Die Flüssigkeitsleitung weist zudem insbesondere einen Durchmesser von 10 mm (Millimeter) bis 30 mm auf.
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Zur Lokalisierung einer Leckage an der zumindest einen Flüssigkeitsleitung wird in Schritt a) die zumindest eine Flüssigkeitsleitung mit einem ersten Ventil geschlossen. Bei dem ersten Ventil handelt es sich insbesondere um ein elektrisch betätigbares Ventil, beispielsweise nach Art eines Magnetventils. Hierdurch wird der zumindest eine Verbraucher der Flüssigkeit, bei der es sich insbesondere um Wasser handeln kann, von der Flüssigkeitsquelle getrennt.
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Anschließend wird in Schritt b) ein zweites Ventil geöffnet, sodass ein Signalgas von einer Signalgasquelle über das zweite Ventil in die zumindest eine Flüssigkeitsleitung und von der zumindest einen Flüssigkeitsleitung aus der Leckage strömt. Bei dem zweiten Ventil kann es sich ebenfalls insbesondere um ein elektrisch betätigbares Ventil, beispielsweise nach Art eines Magnetventils, handeln. Das zweite Ventil ist insbesondere in einer Signalgasleitung angeordnet, die von der Signalgasquelle in die zumindest eine Flüssigkeitsleitung führt. Bei dem Signalgas kann es sich um ein Gas handeln, das insbesondere ohne Hilfsmittel, beispielsweise infolge seiner Farbe und/oder seines Geruchs, gut erkennbar ist. Bei dem Signalgas kann es sich zudem insbesondere um ein Aerosol, wie zum Beispiel ein Rauchgas, handeln. Zudem ist das Signalgas insbesondere nicht giftig. Die Signalgasquelle kann lösbar, beispielsweise über einen Anschluss, insbesondere Schraubanschluss, mit der zumindest einen Flüssigkeitsleitung verbunden werden. Hierdurch kann die Signalgasquelle gewechselt werden, wenn das in der Signalgasquelle gespeicherte Signalgas beispielsweise nicht ausreicht oder die Signalgasquelle wieder aufgefüllt werden soll. Bei der Signalgasquelle kann es sich beispielsweise um einen Druckbehälter und/oder eine Kartusche handeln. Weiterhin kann die Signalgasquelle einen Signalgasspeicherraum mit einem Volumen von beispielsweise 1 l (Liter) bis 10 l aufweisen. Das Signalgas kann in der Signalgasquelle beispielsweise mit einem Druck von 2 bar bis 10 bar gespeichert sein.
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Nach dem Öffnen des zweiten Ventils strömt das Signalgas von der Signalgasquelle über das zweite Ventil in die zumindest eine Flüssigkeitsleitung, wo das Signalgas die gegebenenfalls in der zumindest einen Flüssigkeitsleitung vorhandene Flüssigkeit verdrängt und anschließend aus der Leckage austritt. Durch die gute Erkennbarkeit des Signalgases kann der Ort der Leckage an der zumindest einen Flüssigkeitsleitung leicht erkannt werden.
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Zudem kann in Schritt a) ein Druckraum in der zumindest einen Flüssigkeitsleitung gebildet sowie ein Druck in dem Druckraum gemessen werden. Die Bildung des Druckraums erfolgt durch das Schließen der zumindest einen Flüssigkeitsleitung mit dem ersten Ventil. Der Druckraum erstreckt sich dabei insbesondere von dem geschlossenen Ventil bis zu dem (geschlossenen) zumindest einen Verbraucher. Durch die Messung des Drucks der Flüssigkeit kann ein Druckabfall in dem Druckraum der Flüssigkeitsleitung bestimmt werden. Dies erfolgt durch eine Messung des Drucks in dem Druckraum über einen vorgegebenen Messzeitraum, wobei es sich bei dem Druckabfall um das Gefälle des Drucks in dem Messzeitraum handelt. Die Messung des Drucks erfolgt insbesondere mit einem Drucksensor, der an der Flüssigkeitsleitung und/oder in dem Druckraum der Flüssigkeitsleitung angeordnet ist. Übersteigt der Druckabfall einen bestimmten Grenzwert, kann auf eine Leckage geschlossen und das Verfahren mit Schritt b) fortgesetzt werden. Zur Auswertung des Druckabfalls kann der Drucksensor mit einer Steuerung datenleitend verbunden sein. Weiterhin kann die Steuerung mit dem ersten Ventil und dem zweiten Ventil datenleitend verbunden sein, sodass das erste Ventil und das zweite Ventil durch die Steuerung betätigbar ist. Die Steuerung kann zumindest einen Mikrocontroller umfassen.
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Im Falle einer Leckage kann insbesondere ein Alarmsignal ausgegeben werden, durch das ein Benutzer oder ein Bewohner des Gebäudes über die Leckage informiert wird. Das Alarmsignal kann beispielsweise per Kabelverbindung oder Funkverbindung an einen Netzwerkrouter gesendet werden, der das Alarmsignal über eine Internetverbindung an eine (serverbasierte) Cloud-Einrichtung weiterleitet. Die Cloud-Einrichtung kann den Benutzer oder Bewohner beispielsweise per Push-Nachricht an ein Smartphone über die Leckage informieren. Hierdurch kann der Benutzer beispielsweise über eine App die Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens initiieren.
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Weiterhin kann in Schritt b) das zweite Ventil geöffnet werden, sobald der Druck in dem Druckraum einen Grenzwert unterschreitet.
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Insbesondere kann in Schritt b) das zweite Ventil geöffnet werden, sobald der Druck in dem Druckraum einen Druck in der Signalgasquelle unterschreitet.
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Darüber hinaus kann die zumindest eine Flüssigkeitsleitung über ein drittes Ventil entleert werden. Dies bedeutet insbesondere, dass die Flüssigkeit aus der zumindest einen Flüssigkeitsleitung abgelassen wird. Hierzu kann das dritte Ventil insbesondere an einem untersten Punkt bzw. einer Senke der zumindest einen Flüssigkeitsleitung in der Verbrauchseinheit angeordnet sein. Die abgelassene Flüssigkeit kann beispielsweise einer Kanalisation zugeführt werden.
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Des Weiteren kann das Signalgas erwärmt werden. Die Erwärmung kann beispielsweise auf eine Temperatur von über 50 °C (Celsius) erfolgen. Hierzu kann in der Signalgasquelle, der Signalgasleitung und/oder der zumindest einen Flüssigkeitsleitung eine Signalgasheizung für das Signalgas angeordnet sein.
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Zudem kann in einem Schritt c) die zumindest eine Flüssigkeitsleitung gereinigt werden. Der Schritt c) wird insbesondere nach Abschluss von Schritt b) durchgeführt. Die Reinigung kann beispielsweise durch eine Spülung der zumindest einen Flüssigkeitsleitung mit der Flüssigkeit erfolgen, wozu das erste Ventil sowie bevorzugt sämtliche Verbraucher geöffnet werden. Durch die Reinigung kann gewährleistet werden, dass sich in der zumindest einen Flüssigkeitsleitung kein Signalgas bzw. keine Rückstände des Signalgases mehr befinden. Die erfolgte Reinigung der zumindest einen Flüssigkeitsleitung kann dem Benutzer beispielsweise optisch, akustisch und/oder durch eine Push-Nachricht signalisiert werden.
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Einem weiteren Aspekt der Erfindung folgend wird auch eine Vorrichtung zur Lokalisierung einer Leckage an zumindest einer Flüssigkeitsleitung vorgeschlagen, die zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- - ein Gehäuse mit einem Flüssigkeitseingang und einem Flüssigkeitsausgang;
- - einen Flüssigkeitskanal, der von dem Flüssigkeitseingang durch das Gehäuse zu dem Flüssigkeitsausgang führt;
- - ein erstes Ventil, mit dem der Flüssigkeitskanal verschließbar ist; und
- - einen Anschluss für eine Signalgasquelle, wobei über den Anschluss dem Flüssigkeitskanal ein Signalgas von der Signalgasquelle zuführbar ist.
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Bei der Vorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Wasserzähler handeln, mittels dem beispielsweise ein Jahresverbrauch der Flüssigkeit erfassbar ist. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, das beispielsweise zumindest teilweise aus Kunststoff und/oder Metall bestehen kann. An den Flüssigkeitseingang und den Flüssigkeitsausgang kann die zumindest eine Flüssigkeitsleitung beispielsweise über eine Schraubverbindung angeschlossen werden, sodass die Flüssigkeit von dem Flüssigkeitseingang über einen Flüssigkeitskanal des Gehäuses durch das Gehäuse zu dem Flüssigkeitsausgang strömen kann. Die Vorrichtung ist somit fest und/oder insbesondere dauerhaft mit der zumindest einen Flüssigkeitsleitung verbunden. Mit dem ersten Ventil ist der Flüssigkeitskanal und somit die zumindest eine Flüssigkeitsleitung verschließbar. Zudem weist das Gehäuse einen Anschluss für eine Signalgasquelle auf, an den die Signalgasquelle ebenfalls beispielsweise über eine Schraubverbindung befestigbar ist. Von dem Anschluss kann das Signalgas insbesondere über eine Signalgasleitung, die insbesondere zumindest teilweise durch das Gehäuse verläuft, dem Flüssigkeitskanal und somit der zumindest einen Flüssigkeitsleitung zugeführt werden.
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Zudem kann die Vorrichtung ein drittes Ventil aufweisen, mittels dem eine Signalgasleitung zwischen der Signalgasquelle und der Flüssigkeitsleitung verschließbar ist. Bei dem dritten Ventil kann es sich insbesondere ebenfalls um ein elektrisch betätigbares Ventil, beispielsweise nach Art eines Magnetventils, handeln. Weiterhin kann das dritte Ventil ebenfalls datenleitend mit der Steuerung verbunden sein, sodass das dritte Ventil ebenfalls durch die Steuerung betätigbar ist.
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Weiterhin kann die Vorrichtung einen Drucksensor aufweisen, mittels dem ein Druck in dem Flüssigkeitskanal messbar ist. Bezüglich weiterer Einzelheiten der Vorrichtung wird auf die Beschreibung des Verfahrens verwiesen.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es ist auf hinzuweisen, dass die Figur eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung zeigt, auf diese jedoch nicht beschränkt ist. Es zeigt beispielhaft und schematisch:
- 1: eine Verbrauchseinheit mit einer Vorrichtung.
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Die 1 zeigt schematisch eine Verbrauchseinheit 19 mit einer Vorrichtung 8. Bei der Verbrauchseinheit 19 handelt es sich hier um ein Gebäude. Die Vorrichtung 8 umfasst ein Gehäuse 9 mit einem Flüssigkeitseingang 10 und einem Flüssigkeitsausgang 11. An den Flüssigkeitseingang 10 und den Flüssigkeitsausgang 11 ist eine Flüssigkeitsleitung 2 angeschlossen, sodass über die Flüssigkeitsleitung 2 und einen Flüssigkeitskanal 12 der Vorrichtung 8 eine Flüssigkeit von einer Flüssigkeitsquelle 17 zu einem Flüssigkeitsverbraucher 18 führbar ist. Die Durchflussmenge der Flüssigkeit durch den Flüssigkeitskanal 12 und die Flüssigkeitsleitung 2 kann mittels eines Durchflusssensors 20 der Vorrichtung 8 gemessen werden, der datenleitend mit einer Steuerung 16 der Vorrichtung 8 verbunden ist. Die Vorrichtung 8 weist ferner ein erstes Ventil 3 auf, das durch die Steuerung 16 betätigbar und mittels dem der Flüssigkeitskanal 12 und somit die Flüssigkeitsleitung 2 schließbar ist. Durch das Schließen des ersten Ventils 3 kann in dem Flüssigkeitskanal 12 und der Flüssigkeitsleitung 2 zwischen dem ersten Ventil 3 und dem Verbraucher 18 ein Druckraum 6 ausgebildet werden. Der Druck der Flüssigkeit in dem Druckraum 6 kann zudem mit einem Drucksensor 15 der Vorrichtung 8 gemessen werden, der ebenfalls datenleitend mit der Steuerung 16 verbunden ist. Durch Auswertung des gemessenen Drucks in dem Druckraum 6 kann mittels der Steuerung 16 einer Leckage detektiert werden. Bei Detektion einer Leckage öffnet die Steuerung 16 ein zweites Ventil 4 in einer Signalgasleitung 14, sodass ein Signalgas von einer Signalgasquelle 5, die über einen Anschluss 13 mit der Vorrichtung 8 verbunden ist, über die Signalgasleitung 14 in den Flüssigkeitskanal 12 und die Flüssigkeitsleitung 2 strömt. Gleichzeitig öffnet die Steuerung 16 ein drittes Ventil 3, sodass die in dem Druckraum 6 befindliche Flüssigkeit abfließen kann. Die Steuerung 16 ist hier über eine Funkverbindung mit dem dritten Ventil 7 verbunden. Das Signalgas strömt durch den Flüssigkeitskanal 12 und die Flüssigkeitsleitung 2 zu einer Leckage 1 der Flüssigkeitsleitung 2 und tritt aus der Leckage 1 aus, sodass der Ort der Leckage 1 erkennbar wird. Die Steuerung kann ferner datenleitend über einen Netzwerkrouter 21 und eine Internetverbindung 22 mit einer Cloud-Einrichtung 23 außerhalb der Verbrauchseinheiten 19 verbunden sein.
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Durch die vorliegende Erfindung kann der Ort einer Leckage besonders leicht erkannt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Leckage
- 2
- Flüssigkeitsleitung
- 3
- erstes Ventil
- 4
- zweites Ventil
- 5
- Signalgasquelle
- 6
- Druckraum
- 7
- drittes Ventil
- 8
- Vorrichtung
- 9
- Gehäuse
- 10
- Flüssigkeitseingang
- 11
- Flüssigkeitsausgang
- 12
- Flüssigkeitskanal
- 13
- Anschluss
- 14
- Signalgasleitung
- 15
- Drucksensor
- 16
- Steuerung
- 17
- Flüssigkeitsquelle
- 18
- Verbraucher
- 19
- Verbrauchseinheiten
- 20
- Durchflusssensor
- 21
- Netzwerkrouter
- 22
- Internetverbindung
- 23
- Cloud-Einrichtung
