-
Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung eines Überdruckventils
einer Warmwasserbereitungsanlage, insbesondere einer Heizungsanlage,
mit einem Sammelbehälter
für aus dem Überdruckventil
austretendes Wasser, wobei der Sammelbehälter wenigstens eine Abflussöffnung für das Wasser
aufweist.
-
In
nahezu jedem Haushalt wird Trinkwasser zu Warmwasser aufbereitet.
Dies geschieht in der Regel in einem Technik- bzw. Heizungsraum. Üblich ist,
dass das Wasser in einem 80–500
Liter großen Speicher
erwärmt
bzw. bereitgestellt wird, wobei der normale Betriebsdruck bei etwa
1,5 bis 2,0 bar liegt. Beim Erwärmen
dehnt sich das Wasser aus, wodurch sich das Volumen des Wassers ändert und
der Druck auf bis zu 10 bar ansteigen kann. Um einen übermäßigen Druckanstieg
zu verhindern, sind in vielen Heizungen Ausgleichsbehälter eingebaut.
Zudem ist der Einbau eines Überdruckventils
vorgeschrieben, über das
der Druck beim Überschreiten
eines eingestellten Maximalwertes gedrosselt werden kann, um größere Schäden zu vermeiden.
Das Ventil besteht in der Regel aus einem Teller und einer Druckfeder,
die bei einem Druck, der größer als
die Federkraft der Druckfeder ist, den Teller lüftet. Somit kann das Wasser
zwischen Sitz und Teller entweichen, bis der Druck wieder kleiner
als die Federkraft ist. Bei jedem Druckanstieg wird die Druckfeder
jedoch mechanisch beansprucht, so dass es zu einem Verschleiß derselben
kommt und die Feder letztendlich bricht, bzw. deren Federkraft nicht
mehr ausreicht, um den Teller zuverlässig zu schließen. Als
Folge können
nicht unbeträchtliche
Mengen an Frischwasser ins Abwasser gelangen, wodurch dem Betreiber
hohe Kosten entstehen.
-
Neben
diesem Überdruckventil
kann als weitere Druckausgleichseinrichtung, wie oben erwähnt, ein
Ausgleichsbehälter
in den Heizungskreislauf integriert sein, der kurzfristige Druckanstiege
durch eine bewegliche Membran im Inneren abpuffern kann. Ist ein
derartiger Ausgleichsbehälter
vorhanden, sollte bei einem funktionierendem Überdruckventil im Normalfall
kein Wasser aus diesem austreten, da Druckschwankungen durch den
Ausgleichsbehälter
ausgeglichen werden können.
Das Überdruckventil übernimmt
hierbei lediglich eine zusätzliche – gesetzlich vorgeschriebene – Sicherheitsfunktion
für den
Fall, dass der Ausgleichsbehälter
versagen oder der Druck über
einen Maximalwert ansteigen sollte.
-
Im
Gegensatz hierzu ist ein gewisser Wasseraustritt über das Überdruckventil
bei Anlagen ohne Ausgleichsbehälter
erwünscht,
da der Druckausgleich in diesem Fall ausschließlich über dieses Ventil erfolgen
kann.
-
Es
ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Sensor zur Überwachung
eines Überdruckventils
einer Warmwasserbereitungsanlage, insbesondere einer Heizungsanlage,
auf Basis des aus dem Überdruckventil
austretenden Wassers vorzuschlagen, die sowohl in Anlagen mit als
auch ohne Ausgleichsbehälter
eingesetzt werden kann und zudem möglichst einfach nachrüstbar ist.
-
Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass der Abflussöffnung
der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Änderung
ihres Strömungsquerschnitts
eine Regelvorrichtung zugeordnet ist. Hierdurch ist es auf einfache
Weise möglich,
die Einrichtung auf die genaue Ausgestaltung der Warmwasserbereitungsanlage
auszurichten. So kann die Abflussöffnung bei Vorhandensein eines
Ausgleichsbehälters
vollständig
geschlossen werden, da in der Regel kein Wasser aus dem Überdruckventil
austreten sollte. Ist dies dennoch der Fall, so wird dieses Wasser
in dem Sammelbehälter
gesammelt und dient als Indiz für ein
Fehlverhalten des Überdruckventils.
Ist jedoch kein Ausgleichsbehälter
vorhanden, so muss ein gewisser Wasseraustritt über das Überdruck ventil toleriert werden.
Dementsprechend wird der Strömungsquerschnitt
mit Hilfe der Regelvorrichtung derart angepasst, dass die bei funktionierendem Überdruckventil
austretende Wassermenge auch durch die Abflussöffnung des Sammelbehälters abfließen und
beispielsweise in eine Abwasserleitung abgeleitet werden kann. Erst
wenn es zu einem Fehlverhalten des Überdruckventils kommt, resultiert
schließlich
ein Wasseranstieg innerhalb des Sammelbehälters, da das zusätzlich aus
dem Überdruckventil
austretende Wasser nicht vollständig
durch die Abflussöffnung abfließen kann.
Folglich muss der Strömungsquerschnitt
der Abflussöffnung
lediglich auf den normalerweise aus dem Überdruckventil austretenden
Volumenstrom eingestellt werden, um später aus einem übermäßigen Anstieg
des Wasserspiegels innerhalb des Sammelbehälters auf ein Fehlverhalten
des Überdruckventils
schließen
zu können.
-
Hierbei
ist es besonders vorteilhaft, wenn die Regelvorrichtung wenigstens
eine verstellbar gelagerte Blende umfasst. Dies erlaubt eine besonders einfache
und dennoch genaue Einstellung des Strömungsquerschnitts. Selbstverständlich sollte
die Blende im Bereich ihrer Lagerung entsprechend abgedichtet sein,
um eine möglichst
genaue Einstellung des Volumenstroms durch die Abflussöffnung zu
ermöglichen.
-
In
einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Blende im wesentlichen
scheibenförmig ausgebildet.
Dies hat den Vorteil, dass auch die Abflussöffnung einen kreisrunden Durchmesser
haben kann, der vollständig
von der Blende verschließbar
ist und gleichzeitig an ein handelsübliches Abflussrohr angeschlossen
werden kann, durch welches das Wasser schließlich abgeführt werden kann, wenn die Blende
(teilweise) geöffnet
ist.
-
Vorteile
bringt es auch mit sich, wenn die Blende drehbar um eine Drehachse
gelagert ist. Dies ermöglicht
eine besonders einfache Lagerung und Bedienung der Blende und zudem
einen gegenüber einer
Schiebervorrichtung platzsparenden Einbau.
-
Auch
ist es von Vorteil, wenn die Abflussöffnung durch mehrere Öffnungen
gebildet ist, die im Wirkbereich der Blende angeordnet sind. Zum
einen können
hierdurch versehentlich in den Sammelbehälter gelangende Gegenstände oder
Verunreinigungen zurückgehalten
werden und gelangen daher nicht in das entsprechend angeschlossene
Abwassernetz. Zum anderen ist durch das die Öffnungen umgebende Material
eine gewisse Auflagefläche
für die
Blende gegeben.
-
Von
Vorteil ist auch, wenn der Regelvorrichtung eine Skala zugeordnet
ist. Dies erlaubt die Einstellung des Strömungsquerschnitts auf einen
bestimmten tolerierbaren Volumenstrom. Ist beispielsweise bekannt,
wie viel Wasser im Normalbetrieb über das Überdruckventil in einem bestimmten
Zeitraum austreten darf, so kann die erfindungsgemäße Einrichtung
sehr schnell auf diesen Wert eingestellt werden.
-
Vorteilhaft
ist zudem, wenn der Sammelbehälter
im wesentlichen trichterförmig
ausgebildet ist. Hierdurch kann dieser eine ausreichende Menge Wasser
aufnehmen und besitzt dennoch eine relativ kleine Austrittsöffnung an
seiner Unterseite, die entsprechend mit der Regelvorrichtung verschlossen wird.
-
Vorteilhafterweise
weist der Sammelbehälter zudem
einen Füllstandssensor
auf. Dieser lässt
entsprechende Rückschlüsse auf
die aus dem Überdruckventil
ausgetretene Wassermenge zu. Hieraus lassen sich frühzeitig
genaue Erkenntnisse über
den Zustand des Überdruckventils
gewinnen.
-
In
diesem Zusammenhang ist es von besonderem Vorteil, wenn der Füllstandssensor
zwei Elektroden umfasst, die mit einer Spannungsquelle verbunden
sind. Eine derartige Anordnung ist kostengünstig, verschleißfrei und
signalisiert dennoch zuverlässig
einen gewissen Wasserstand, der zu einem entsprechend detektierbaren
Stromfluss zwischen beiden Elektroden führt.
-
Ebenso
bringt es Vorteile mit sich, wenn die Einrichtung ein akustisches und/oder
optisches Ausgabeelement aufweist. Hierdurch kann der Betreiber der
Warmwasserbereitungsanlage frühzeitig
auf ein Fehlverhalten des Überdruckventils
aufmerksam gemacht werden. Dabei müssen die Ausgabeelemente nicht
unmittelbar im Bereich der Anlage angeordnet sein. Denkbar ist auch
eine davon unabhängige
Platzierung, wobei eine entsprechende Datenverbindung mittels Verkabelung
oder auch kabellos erfolgen kann.
-
Vorteilhafterweise
weist die Einrichtung auch eine Elektronik auf, die mit dem akustischen
und/oder dem optischen Ausgabeelement und/oder dem Füllstandssensor
in Verbindung steht. Dies erlaubt eine besonders genaue Auswertung
des Füllstandssensors
und eine davon abhängige
Aktivierung der Ausgabeelemente. So ist es beispielsweise denkbar,
ab einem gewissen Füllstand
ein erstes Warnsignal auszugeben, dessen Intensität oder Anzeigedauer
mit zunehmendem Füllstand
ansteigt.
-
Um
eine Kommunikation zwischen der Warmwasserbereitungsanlage und der
erfindungsgemäßen Einrichtung
zu ermöglichen,
ist es von besonderem Vorteil, wenn die Einrichtung eine Schnittstelle
aufweist, über
die sie mit einer Steuerung der Warmwasserbereitungsanlage verbindbar
ist. Auf diese Weise kann ein detektiertes Fehlverhalten des Überdruckventils
direkt für
einen Eingriff in die Anlagensteuerung herangezogen werden, das
letztendlich auch in einem Abschalten der Anlage resultieren kann.
-
Besonders
vorteilhaft ist zudem, wenn die Einrichtung ein Kommunikationsmodul
aufweist, über das
sie mit einem Kommunikationsnetzwerk, insbesondere dem Internet
und/oder einem Festnetz- oder Mobilfunknetz, verbindbar ist. Hierdurch
wird es möglich,
sowohl den gemessenen Füllstand
als auch eventuell ausgelöste
Warnsignale jederzeit und an beliebiger Stelle abzurufen bzw. zu
quittieren. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht in diesem Zusammenhang
vor, über
das Kommunikationsmodul vorbestimmte Teilnehmer des Netzwerkes automatisch
zu kontaktieren, beispielsweise durch eine entsprechend programmierte
Telefonansage, eine SMS oder eine E-Mail an definierte Empfänger. Auch wäre ein Eingriff
in die Elektronik der erfindungsgemäßen Einrichtung oder eine Funktionskontrolle
derselben auf diese Weise denkbar.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren erläutert. Es
zeigen:
-
1 eine
schematische Seitenansicht einer Warmwasserbereitungsanlage sowie
einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
und
-
2 eine
Draufsicht einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
-
1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Warmwasserbereitungsanlage
in Form einer Heizungsanlage 1. Diese umfasst eine Steuerung 2 sowie
ein Überdruckventil 3.
Ist, wie im gezeigten Beispiel, zusätzlich ein Ausgleichsbehälter 4 vorhanden,
so sollte im Normalfall kein Wasser über dieses Überdruckventil 3 austreten.
Kommt es dennoch zu einem entsprechenden Wasseraustritt, so ist
dies ein Indiz für
ein Fehlverhalten des Überdruckventils 3.
-
Das
austretende Wasser gelangt in diesem Fall über eine erste Rohrleitung 5 in
den Sammelbehälter 6 der
erfindungsgemäßen Einrichtung.
Ist die Abflussöffnung 7,
die sich im unteren Bereich des trichterförmigen Sammelbehälters 6 befindet,
geschlossen, so steigt der Wasserspiegel 8 innerhalb des
Sammelbehälters 6 an.
-
Bei
Erreichen eines bestimmten Niveaus wird dies von einem Füllstandssensor 9 detektiert, der
mit einem entsprechenden optischen Ausgabeelement 10 und/oder
einem akustischen Ausgabeelement 11 in Verbindung steht,
das sich entweder direkt an dem Sammelbehälter 6 oder auch in
einem eigenen Gehäuse 12 befinden
kann. Zudem kann auch ein Kommunikationsmodul 13 vorhanden
sein, über das
der Füllstand
oder entsprechende Warnsignale über
Funk, Internet oder ein Telekommunikationsnetzwerk an vorher definierte
Empfänger
weitergegeben werden können.
Der Steuerung der erfindungsgemäßen Einrichtung
dient eine entsprechende Elektronik 14.
-
In
diesem Zusammenhang sei erwähnt,
dass die getrennte Anordnung von Sammelbehälter 6 und verschiedener
Zusatzbauteile in dem Gehäuse 12 nur
beispielhaft zu verstehen ist. Selbstverständlich kann die gesamte Einrichtung
auch in Form eines kompakten Gesamtmoduls hergestellt werden, das schließlich besonders
einfach in bestehende Warmwasserbereitungsanlagen integriert werden
kann.
-
Neben
der beschriebenen Funktionsweise kann die Einrichtung jedoch auch
zur Kontrolle von Überdruckventilen 3 an
Warmwasserbereitungsanlagen Verwendung finden, die nicht über den
gezeigten Ausgleichsbehälter 4 verfügen. Da
hier immer wieder eine gewisse Wassermenge aus dem Überdruckventil 3 austritt,
wäre es
in diesem Fall nicht zweckdienlich, die absolut austretende Wassermenge
zu überwachen.
Vielmehr ist es von Interesse, ein Ansteigen des entsprechenden
Volumenstroms zu detektieren.
-
Hierfür verfügt die Abflussöffnung 7,
wie aus 2 ersichtlich, über eine
Regelvorrichtung in Form einer scheibenförmigen Blende 15,
die drehbar um eine Drehachse 16 gelagert ist. Die Blende 15 lässt sich
schließlich
derart einstellen, dass sie einen bestimmten Teil der Abflussöffnung 7,
die im gezeigten Beispiel durch eine Vielzahl kleinerer Öffnungen 17 gebildet
wird, verschließt,
um nur eine maximal zulässige
Wassermenge passieren zu lassen, die schließlich über eine zweite Rohrleitung 18 in
das Abwassernetz gelangt (s. 1). Um den
Volumenstrom auf den genannten Wert einstellen zu können, ist
an der Wand des Sammelbehälters 6 eine
Skala 19 angeordnet.
-
Ist
die Blende 15 korrekt eingestellt, so kann das aus dem Überdruckventil 3 im
Normalbetrieb austretende Wasser über die Öffnungen 17 abfließen, wäh rend ein übermäßiger Austritt
aus dem Überdruckventil 3 zu
einem Anstieg des Wassers innerhalb des Sammelbehälters 6 führt.
-
Zuletzt
zeigt 2 einen Füllstandssensor 9, der über zwei
Elektroden 20 verfügt, über die
bei Erreichen des Wasserspiegels 8 ein nicht näher gezeigter
Stromkreis geschlossen wird, was schließlich das Erreichen eines bestimmten
Wasserspiegels 8 signalisiert.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Abwandlungen
der Erfindung sind im Rahmen der Schutzansprüche ohne weiteres möglich, wobei
ausdrücklich sämtliche
in den Schutzansprüchen,
der Beschreibung sowie der Figurenbeschreibung aufgeführten Einzelmerkmale
in beliebiger Kombination miteinander verwirklicht werden können, soweit
dies sinnvoll und möglich
erscheint.