EP4610572A1 - Verfahren zur ermittlung des aktuellen ist-vordrucks eines membrandruckausdehnungsgefässes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks p_IST eines Membrandruckausdehnungsgefäßes (1), welches einen Innenraum mit bekanntem Nennvolumen V_N aufweist, welcher durch eine Membran (2) in einen Gas- (3) und einen Flüssigkeitsraum (4) getrennt ist, wobei das Füllvolumen des Flüssigkeitsraumes (4) unbekannt ist, wobei der Gasraum (3) des Membrandruckausdehnungsgefäßes (1) mit einem Prüfgerät (8) verbunden wird und mittels des Prüfgerätes (8) der Druck im Gasraum (3) verändert wird, wobei vom Prüfgerät (8) zunächst der aktuelle Druck p₁ im Gasraum (3) gemessen wird, anschließend vom Prüfgerät (8) dem Gasraum (3) ein Gasvolumen V_z mit einem Druck p_z zugeführt und dadurch eine Druckerhöhung im Gasraum (3) auf einen Druck p₂ erzeugt wird

Dabei ist vorgesehen, dass aus den Werten p₁, p₂, p_z, V_Z und V_N der Ist-Vordruck p_IST folgendermaßen berechnet wird: $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}=\frac{{\mathrm{p}}_2}{{\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}}\cdot \frac{{\mathrm{p}}_{\mathrm{Z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}}{{\mathrm{p}}_2-{\mathrm{p}}_1}.$$

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks p_IST eines Membrandruckausdehnungsgefäßes, welches einen Innenraum mit bekanntem Nennvolumen V_N aufweist, welcher durch eine Membran in einen Gas- und einen Flüssigkeitsraum getrennt ist, wobei das Füllvolumen des Flüssigkeitsraumes unbekannt ist, wobei der Gasraum des Membrandruckausdehnungsgefäßes mit einem Prüfgerät verbunden wird und mittels des Prüfgerätes der Druck im Gasraum verändert wird, wobei vom Prüfgerät zunächst der aktuelle Druck p₁ im Gasraum gemessen wird, anschließend vom Prüfgerät dem Gasraum ein Gasvolumen V_z mit einem Druck p_z zugeführt und dadurch eine Druckerhöhung im Gasraum (3) auf einen Druck p₂ erzeugt wird, sowie ein Prüfgerät zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Membrandruckausdehnungsgefäße werden in der Regel in geschlossenen Heiz-, Kühl-, Brauchwasser- und Solaranlagen eingesetzt. Die durch Temperaturveränderung des flüssigen Wärmeträgers entstehende Volumenänderung wird durch ein Membrandruckausdehnungsgefäß aufgenommen bzw. abgegeben. Dazu ist das Membrandruckausdehnungsgefäß im Inneren durch eine elastische Membran in einen volumenveränderlichen Gas- und Flüssigkeitsraum getrennt.
• Der im Gasraum herrschende Druck im nicht mit dem Wärmeträger gefüllten Membrandruckausdehnungsgefäß (z.B. zum Zeitpunkt der Installation des Gefäßes in der Anlage vor Verbindung des Flüssigkeitsraumes mit dem Leitungsnetz der Anlage) wird im Allgemeinen Vordruck genannt. Dieser Vordruck muss den jeweiligen Anlagengegebenheiten angepasst werden, wobei z.B. die statische Anlagenhöhe von Relevanz ist. Dieser Vordruck ist für die ordnungsgemäße Funktion eines Membrandruckausdehnungsgefäß eine wesentliche Größe.
• Im Laufe der Betriebszeit diffundiert das im Gasraum befindliche Gas, meistens Stickstoff, langsam durch die Membran hindurch in den Wärmeträger. Somit baut sich der Vordruck im Laufe der Zeit ab und es muss im Zuge von Wartungsarbeiten Gas nachgefüllt werden, um eine ordnungsgemäße Funktion des Membrandruckausdehnungsgefäßes zu gewährleisten.
• Zur Überprüfung und ggf. zur Korrektur des Vordruckes eines Membrandruckausdehnungsgefäßes ist bisher in der Praxis erforderlich, den aktuellen Vordruck an einem flüssigkeitsseitig drucklosem Membrandruckausdehnungsgefäß zu messen und ggf. zu korrigieren. Dazu muss das Membrandruckausdehnungsgefäß von der Anlage getrennt und der Flüssigkeitsraum entleert werden, was aufwendig und nachteilig ist. So muss z.B. bei Wasser als Wärmeträger das für die Vordruckprüfung entleerte Wasser in der Regel abgelassen und durch frisches Trinkwasser ersetzt wird, was zu einem unerwünschten erhöhten Ressourcenbedarf führt. Außerdem ist nachteilig, dass das Anlagenwasser möglichst wenig durch frisches Trinkwasser ersetzt werden sollte, um Sauerstoffeintrag und Steinbildung in der Anlage zu vermeiden. Deshalb ist zumindest bei größeren Anlagen eine aufwendige Wasseraufbereitung erforderlich. Wird als Wärmeträger ein Wasser-Glykol-Gemisch eingesetzt (z.B. bei Solaranlagen), muss der Wärmeträger aufgefangen und anschließend über eine Pumpe wieder in die Anlage eingebracht und die Anlage entlüftet werden. Bei Verwendung eines Wasser-Glykol-Gemisches entsteht somit ein noch höherer Aufwand bei der Prüfung.
• Um diese Nachteile zu vermeiden, ist aus DE 10 2016 012 700 B4 ein Verfahren zur Messung des Ist-Vordrucks eines Membran-Druckausdehnungsgefäßes mit unbekannter, flüssigkeitsseitiger Füllung und mit Kenntnis des Nennvolumens des Membrandruckausdehnungsgefäßes bekannt, wobei mittels einer Anschlussleitung das Membrandruckausdehnungsgefäß mit zwei ansteuerbaren Ventilen und einem Druckmessumformer verbunden wird, wobei mittels eines Ventils ein Gasvolumen aus dem Membrandruckausdehnungsgefäß über ein Volumenstrom-Messgerät oder eine Messdüse in die Umgebungsluft entlassen wird, bis sich der am Druckmessumformer gemessene Druck vom Start-Druck zum Enddruck der Messung abgesenkt hat, wobei mit den derart ermittelten Messwerten und dem bekannten Atmosphärendruck der Ist-Vordruck berechnet wird. Ferner ist aus dieser Druckschrift eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Messung des Ist-Vordrucks eines Membrandruckausdehnungsgefäßes bekannt. Da durch die Gasentnahme aus dem Membrandruckausdehnungsgefäß zwangsläufig der Vordruck absinkt, ist es nach Abschluss des Messverfahrens in der Regel notwendig, Gas nachzufüllen. Wenn der tatsächliche Vordruck sehr gering ist, ist das Messverfahren nicht anwendbar, da dann kein ausreichende Gasvolumen entnommen werden kann.
• Aus DE 43 20 383 A1 und DE 40 06 905 A1 ist jeweils ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine von den tatsächlichen Druckverhältnissen im Membrandruckausdehnungsgefäß unabhängige, verbesserte Lösung zur Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks eines Membrandruckausdehnungsgefäßes zu schaffen, bei welchem das Membrandruckausdehnungsgefäß nicht von der zugehörigen Anlage getrennt und entleert werden muss.
• Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren eingangs bezeichneter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass aus den Werten p₁, p₂, p_z, V_Z und V_N der Ist-Vordruck p_IST folgendermaßen berechnet wird $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}=\frac{{\mathrm{p}}_2}{{\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}}\cdot \frac{{\mathrm{p}}_{\mathrm{z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}}{{\mathrm{p}}_2-{\mathrm{p}}_1}.$$
• Durch eine definierte Zuführung eines Gasvolumens und die dadurch bedingte Druckerhöhung im Gasraum des Membrandruckausdehnungsgefäß wird eine Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks ermöglicht, die unabhängig von den aktuellen Druckverhältnissen im Membrandruckausdehnungsgefäß ist. Dazu muss kein Wasser aus dem Membrandruckausdehnungsgefäß abgelassen werden. Vor Messbeginn wird zweckmäßigerweise der Wasseranschluss des Gefäßes abgesperrt, um das Volumenverhältnis vom Gasraum und Wasserraum für die Berechnung und Anpassungsschritte konstant zu halten.
• Bei der Ermittlung des Ist-Vordrucks werden die ggf. auftretenden geringen Temperaturunterschiede, welche geringen Einfluss auf das Volumenverhältnis haben vernachlässigt. Grundsätzlich können sie aber durch aufwendigere Berechnungen und Temperarturerfassungen ebenfalls berücksichtigt werden. Nach dem Anschluss des Prüfgeräts wird zunächst der Druck p₁ im Gasraum des Membrandruckausdehnungsgefäßes zu Beginn der Prüfung gemessen. Im nächsten Schritt wird dem Gasraum ein bekanntes Gasvolumen V_Z mit einem bekannten Druck p_z zugeführt und die resultierende Druckerhöhung auf einen Druck p₂ gemessen. Die zugeführte Gasmenge V_Z mit dem Druck p_z ist genau definiert, was auf unterschiedliche Weise realisiert werden kann.
• Aus den bekannten Druckwerten und Volumina lässt sich der Ist-Vordruck p_IST wie folgt ermitteln:
  Bei isothermer Zustandsänderung und konstanter Gasteilchenzahl (Gasmenge) gilt das Gesetz von Boyle und Mariotte: $$\mathrm{p}\cdot \mathrm{V}=\mathrm{konstant}$$
• Also: $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}={\mathrm{p}}_1\cdot {\mathrm{V}}_1={\mathrm{p}}_2\cdot {\mathrm{V}}_2$$
• Nach Messbeginn wird ein Gasvolumen V_Z mit einem Druck p_z in den Gasraum des Membrandruckausdehnungsgefäßes zugeführt, der sich aber aufgrund der Kompressibilität des Wassers nicht ausdehnen kann. Der Druck erhöht sich und das Gasvolumen bleibt konstant, also: $${\mathrm{V}}_2={\mathrm{V}}_1$$
• Die Zuführung des Gasvolumens V_Z mit einem Druck p_z wird in (1) folgendermaßen berücksichtigt: $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}={\mathrm{p}}_1\cdot {\mathrm{V}}_1+{\mathrm{p}}_{\mathrm{Z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}={\mathrm{p}}_2\cdot {\mathrm{V}}_2$$
• Aus (2) und (3): $${\mathrm{p}}_{\mathrm{Z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}={\mathrm{V}}_1\cdot \left({\mathrm{p}}_2-{\mathrm{p}}_1\right)$$
• Aus (4): $${\mathrm{V}}_1={\mathrm{V}}_2=\frac{{\mathrm{p}}_{\mathrm{z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}}{{\mathrm{p}}_2-{\mathrm{p}}_1}$$
• Aus (3) und (5): $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}={\mathrm{p}}_2\cdot \frac{{\mathrm{p}}_{\mathrm{z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}}{{\mathrm{p}}_2-{\mathrm{p}}_1}$$
• Aus (6): $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}=\frac{{\mathrm{p}}_2}{{\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}}\cdot \frac{{\mathrm{p}}_{\mathrm{z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}}{{\mathrm{p}}_2-{\mathrm{p}}_1}$$
• p_IST: aktueller Ist-Vordruck (zu ermitteln)
• V_N: Nennvolumen des MAG (bekannt)
• p₁: Druck im Gasraum bei Messbeginn (gemessen)
• V₁: Volumen Gasraum bei Messbeginn (unbekannt)
• p₂: Druck im Gasraum bei Messende (gemessen)
• V₂ : Volumen Gasraum bei Messende (unbekannt)
• V_Z: Zugeführtes Gasvolumen (bekannt)
• p_z: Druck des zugeführten Gasvolumens (bekannt)
• Zur definierten Zuführung eines Gasvolumens sind verschiedene Varianten möglich.
• Nach einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass vom Prüfgerät der Druck im Gasraum auf einen vorgegebenen Druck p₂ erhöht und das zugeführte Gasvolumen V_z gemessen oder ermittelt wird.
• Nach einer zweiten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass vom Prüfgerät dem Gasraum ein vorgegebenes Gasvolumen V_z zugeführt und anschließend der erhöhte Druck p₂ im Gasraum gemessen wird.
• Zur Lösung der Aufgabenstellung ist auch ein Prüfgerät zur Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks p_IST eines Membrandruckausdehnungsgefäßes zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens mit einer Messkammer mit Drucksensor vorgesehen, wobei die Messkammer mit einer Anschlussleitung zum Anschließen an den Gasraum des Membrandruckausdehnungsgefäßes und mit einer Gaszuführeinrichtung verbunden ist, wobei eine elektronische Mess- und Auswerteeinheit vorgesehen ist, welche mit dem Drucksensor und der Gaszuführeinrichtung zusammenwirkt und zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
• Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Gaszuführeinrichtung ein Kompressor oder eine Kolbenpumpe ist. Bei Verwendung eines Kompressors wird das zugeführte Gasvolumen bevorzugt über die Kompressorkennlinie und den Gegendruck im Gasraum ermittelt. Wenn das Gasvolumen mit einer Kolbenpumpe zugeführt wird, ist die Kolbenkammer wahlweise mit Umgebungsdruck oder wahlweise mit einem definierten Druck belastet. Das zugeführte Gasvolumen wird über die Anzahl von Kolbenhüben bzw. über die Kolbenhubposition und den Gegendruck des Gasraumes ermittelt.
• Alternativ ist vorgesehen, dass die Gaszuführeinrichtung eine mit einem Magnetventil verbundene Gaskartusche ist. Die Ermittlung des zugeführten Gasvolumens wird über die Schaltzeiten des Magnetventils zur Gaskartusche und mittels des Drucks in der Gaskartusche und dem Gegendruck im Gasraum ermittelt.
• Alle vorgenannten Ausführungsformen der Gaszuführeinrichtung können wahlweise mit einer Volumenstrommesseinheit und/oder einer Düse versehen sein, welche die Genauigkeit der eingebrachten Gasmengenerfassung erhöht.
• Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt jeweils in einer unmaßstäblichen vereinfachten Prinzipdarstellung in

Fig. 1

ein Membrandruckausdehnungsgefäß mit einem ersten Prüfgerät,

Fig. 2

ein Membrandruckausdehnungsgefäß mit einem zweiten Prüfgerät,

Fig. 3

ein Membrandruckausdehnungsgefäß mit einem dritten Prüfgerät und

Fig. 4

ein Membrandruckausdehnungsgefäß mit einem vierten Prüfgerät.

• Ein Membrandruckausdehnungsgefäß ist in den Zeichnungen allgemein mit 1 bezeichnet. Es weist einen Innenraum mit einem bekanntem Nennvolumen V_N auf, welcher durch eine Membran 2 in einen Gasraum 3 und einen Flüssigkeitsraum 4 getrennt ist. Der Flüssigkeitsraum 4 steht über einen absperrbaren Anschlussstutzen 5 (z. B. mit einem nicht dargestellten Kappenventil) mit einem ebenfalls nicht dargestellten geschlossenen Leitungsnetz einer Heiz-, Kühl-, Brauchwasser- und Solaranlage in Verbindung. Das aktuelle Füllvolumen des Flüssigkeitsraumes 4 ist unbekannt.
• Das Membrandruckausdehnungsgefäß 1 weist ein mit dem Gasraum 3 in Verbindung stehendes Gasfüllventil 6 auf, an welches eine Anschlussleitung 7 eines allgemein mit 8 bezeichneten Prüfgerätes angeschlossen ist. Das Prüfgerät 8 weist eine Messkammer 9 mit einem Drucksensor 10 und ggf. einem Temperatursensor 11 auf, wobei die Messkammer 8 mit der Anschlussleitung 7 zum Anschließen an den Gasraum 3 des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 und mit einer Gaszuführeinrichtung verbunden ist. Die Gaszuführeinrichtung ist beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als mit einem Magnetventil 12 verbundene Gaskartusche 13 ausgebildet. Zwischen der Gaskartusche 13 und dem Magnetventil 12 ist ein Druckregler 14 angeordnet. Das Magnetventil 12 ist mit einem weiteren Drucksensor 15 verbunden und stellt die Verbindung von der Gaskartusche 13 zur Messkammer 9 her, um der Messkammer 9 und damit dem Gasraum 3 des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 ein Gasvolumen V_z mit einem Druck p_z zuzuführen, wobei der Druck p_z vom Drucksensor 15 gemessen wird. Die Ermittlung des zugeführten Gasvolumens V_z wird dabei über die Schaltzeiten des Magnetventils 12 zur Gaskartusche 13 und mittels des vom Drucksensor 15 gemessenen Drucks in der Gaskartusche 13 und dem vom Drucksensor 10 gemessenen Druck in der Messkammer 8 und damit im Gasraum 3 ermittelt. Dazu weist das Prüfgerät 8 weiterhin eine elektronische Mess- und Auswerteeinheit 16 auf, welche mit den Drucksensoren 10, 15, dem Temperatursensor 11, dem Magnetventil 12 und dem Druckregler 14 verbunden ist. Die elektronische Mess- und Auswerteeinheit 16 ist zur Stromversorgung mit einem Akku oder einem Netzteil verbunden. Über den Temperatursensor 11 kann das eingebrachte Volumen kompensiert werden.
• Zur Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks p_IST des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 wird zunächst der Anschlussstutzen 5 des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 abgesperrt und die Anschlussleitung 7 des Prüfgerätes 8 über das Gasfüllventil 6 mit dem Gasraum 2 des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 verbunden. Anschließend wird vom Prüfgerät 8 mittels des Drucksensors 10 zunächst der aktuelle Druck p₁ in der Messkammer 8 und somit im Gasraum 3 gemessen. Anschließend wird vom Prüfgerät 8, geregelt durch elektronische Mess- und Auswerteeinheit 16, der Messkammer 8 und somit dem Gasraum 3 ein Gasvolumen V_z mit einem Druck p_z zugeführt und dadurch eine Druckerhöhung im Gasraum 3 auf einen Druck p₂ erzeugt, wobei schließlich aus den Werten p₁, P₂, p_z, V_Z und V_N der Ist-Vordruck p_IST in der vorbeschrieben Weise von der elektronischen Mess- und Auswerteeinheit 16 berechnet wird.
• In Fig. 2 ist ein Membrandruckausdehnungsgefäß 1 mit einem zweiten Prüfgerät 8 dargestellt, welches sich nur durch die Ausgestaltung der Gaszuführeinrichtung unterscheidet, die Bezugszeichen sind bei gleichen Teilen unverändert. Die Gaszuführeinrichtung ist bei diesem Ausführungsbeispiel von einer Kolbenpumpe 17 gebildet. Wenn das Gasvolumen der Messkammer 8 mit der Kolbenpumpe 17 zugeführt wird, ist die Kolbenkammer wahlweise mit Umgebungsdruck oder wahlweise mit einem definierten Druck belastet. Das zugeführte Gasvolumen V_z wird über die Anzahl von Kolbenhüben bzw. über die Kolbenhubposition und den Gegendruck in der Messkammer 8 und somit im Gasraum ermittelt.
• In Fig. 3 ist ein Membrandruckausdehnungsgefäß 1 mit einem dritten Prüfgerät 8 dargestellt, welches sich nur durch die Ausgestaltung der Gaszuführeinrichtung unterscheidet, die Bezugszeichen sind bei gleichen Teilen unverändert. Die Gaszuführeinrichtung ist bei diesem Ausführungsbeispiel von einem Kompressor 18 gebildet. Bei Verwendung eines Kompressors 18 wird das zugeführte Gasvolumen V_z bevorzugt über die Kompressorkennlinie und den Gegendruck in der Messkammer 8 und somit im Gasraum 3 ermittelt.
• In Fig. 4 ist ein Membrandruckausdehnungsgefäß 1 mit einem vierten Prüfgerät 8 dargestellt, welches sich nur dadurch von den vorgenannten Ausführungsbeispielen unterscheidet, dass zur Bestimmung des zugeführten Gasvolumens V_z ein zusätzlicher Volumenstromsensor 19 in der Anschlussleitung 7 vorgesehen ist, der mit der elektronischen Mess- und Auswerteeinheit 16 verbunden ist. Die Gaszuführeinrichtung kann wahlweise eine Gaskartusche 13, eine Kolbenpumpe 17 oder ein Kompressor 18 sein.
• Beispiel:
  Es wurde ein Membrandruckausdehnungsgefäß 1 mit folgenden Werten nach dem vorbeschriebenen Messverfahren geprüft: $${\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}=33,73\mathrm{l}$$ $${\mathrm{p}}_1=1,355\mathrm{bar}$$ $${\mathrm{p}}_2=1,455\mathrm{bar}$$ $${\mathrm{p}}_{\mathrm{Z}}=2,054\mathrm{bar}$$
• Aus (5) ergibt sich: $${\mathrm{V}}_1={\mathrm{V}}_2=33,357\mathrm{l}$$
• Aus (7) ergibt sich: $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}=1,439\mathrm{bar}$$
• Der für p_IST ermittelte Wert ist größer als der Druck p₁ zu Messbeginn, da der Druck durch die Zufuhr des Gasvolumens V_Z erhöht wurde, der ermittelte Vordruck p_IST ist also derjenige bei Messende.
• Wenn der ermittelte Ist-Vordruck unter dem Soll-Vordruck des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 liegt, kann auf der Basis des ermittelten Ist-Vordrucks p_IST anschließend mit dem Prüfgerät 8 ggf. weiteres Gasvolumen zugeführt werden, um den Soll-Vordruck einzustellen: $${\mathrm{P}}_{2\mathrm{soll}}={\mathrm{P}}_{\mathrm{VDsoll}}\cdot \frac{{\mathrm{V}}_1}{{\mathrm{V}}_1}$$
• p_VDsoll : Soll-Vordruck
• p_2soll : einzustellender Druck im Gasraum am Ende der Messung
• Durch das Generieren des Druckes p_2soll im abgesperrten Membrandruckausdehnungsgefäß 1 liegt wieder der Soll-Vordruck p_VDsoll vor. Der Anschlussstutzen 5 des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 kann anschließend entsperrt werden.
• Da das Nennvolumen V_N und das Volumen V₂ im Gasraum 3 ermittelt werden, lässt sich daraus auch das aktuelle Volumen im Flüssigkeitsraum 4 bestimmen. Wenn dieses Volumen zu groß ist, weil in der Praxis häufig Flüssigkeit nachgespeist wird, ohne den aktuellen Vordruck zu bestimmen, ist es erforderlich, Flüssigkeit abzulassen, damit sich die Flüssigkeit ausdehnen kann.
• Dafür ist vorgesehen, einen Flügelradsensor oder einen anderen Wassermengenzähler mit einem Magnetventil zum Öffnen und Schließen elektrisch an das Prüfgerät 8 anzuschließen. Der Wassermengenzähler mit dem Magnetventil wird an das Kappenventil am Anschlussstutzen 5 des Membrandruckausdehnungsgefäßes 1 gesteckt, um kontrolliert eine definierte Flüssigkeitsmengen abzulassen. Das Magnetventil schließt nach dem Erreichen der Soll-Flüssigkeitsmenge dann schließlich wieder. Da oft bei einem zu geringen Systemdruck fluidseitig nachgespeist wird, ist ggf. eine Anpassung der Fluidmengen im Rahmen der Wartung erforderlich. Denn der Systemdruck wird durch die Anpassung des Gasdrucks im Gaspolster wieder aufrechterhalten und das Membrandruckausdehnungsgefäß 1 ist wieder in seinem Soll-Füllgrad-Arbeitsbereich zwischen 20 - 60 %.
• Es kann eine Konnektivität zu einem Wartungsassistenten (App) vorgesehen sein. Die Gefäßwartung kann mit anderen Teilen der Wartung zusammengefasst werden. Ein Wartungsprotokoll kann folglich später noch, ggf. auch online, abgerufen werden.
• Optional kann auch ein Gefäßstrichcode oder eine Seriennummer zur Validierung des Gefäßvolumens (und ggf. des Baujahres) aufgenommen werden.
• Auch ein integriertes "Machine-Learning" kann vorgesehen sein, um die Genauigkeit durch Erfahrungswerte immer weiter zu optimieren (Datensammlung/Konnektivität zum Wartungsassistenten).
Bezugszeichenliste:

1

Membrandruckausdehnungsgefäß

2

Membran

3

Gasraum

4

Flüssigkeitsraum

5

Anschlussstutzen

6

Gasfüllventil

7

Anschlussleitung

8

Prüfgerät

9

Messkammer

10

Drucksensor

11

Temperatursensor

12

Magnetventil

13

Gaskartusche

14

Druckregler

15

Drucksensor

16

elektronische Mess- und Auswerteeinheit

17

Kolbenpumpe

18

Kompressor

19

Volumenstromsensor

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks p_IST eines Membrandruckausdehnungsgefäßes (1), welches einen Innenraum mit bekanntem Nennvolumen V_N aufweist, welcher durch eine Membran (2) in einen Gas- (3) und einen Flüssigkeitsraum (4) getrennt ist, wobei das Füllvolumen des Flüssigkeitsraumes (4) unbekannt ist, wobei der Gasraum (3) des Membrandruckausdehnungsgefäßes (1) mit einem Prüfgerät (8) verbunden wird und mittels des Prüfgerätes (8) der Druck im Gasraum (3) verändert wird, wobei vom Prüfgerät (8) zunächst der aktuelle Druck p₁ im Gasraum (3) gemessen wird, anschließend vom Prüfgerät (8) dem Gasraum (3) ein Gasvolumen V_z mit einem Druck p_z zugeführt und dadurch eine Druckerhöhung im Gasraum (3) auf einen Druck p₂ erzeugt wird,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass
   aus den Werten p₁, p₂, p_z, V_Z und V_N der Ist-Vordruck p_IST folgendermaßen berechnet wird: $${\mathrm{p}}_{\mathrm{IST}}=\frac{{\mathrm{p}}_2}{{\mathrm{V}}_{\mathrm{N}}}\cdot \frac{{\mathrm{p}}_{\mathrm{z}}\cdot {\mathrm{V}}_{\mathrm{Z}}}{{\mathrm{p}}_2-{\mathrm{p}}_1}.$$
2. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass vom Prüfgerät (8) der Druck im Gasraum (3) auf einen vorgegebenen Druck p₂ erhöht und das zugeführte Gasvolumen V_z gemessen oder ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass vom Prüfgerät (8) dem Gasraum (3) ein vorgegebenes Gasvolumen V_Z zugeführt und anschließend der erhöhte Druck p₂ im Gasraum (3) gemessen wird.
4. Prüfgerät zur Ermittlung des aktuellen Ist-Vordrucks p_IST eines Membrandruckausdehnungsgefäßes (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Messkammer (9) mit Drucksensor (10), wobei die Messkammer (9) mit einer Anschlussleitung (7) zum Anschließen an den Gasraum (3) des Membrandruckausdehnungsgefäßes (1) und mit einer Gaszuführeinrichtung verbunden ist, wobei eine elektronische Mess- und Auswerteeinheit (16) vorgesehen ist, welche mit dem Drucksensor (10) und der Gaszuführeinrichtung zusammenwirkt und zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet ist.
5. Prüfgerät nach Anspruch 4,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Gaszuführeinrichtung ein Kompressor (18) oder eine Kolbenpumpe (17) ist.
6. Prüfgerät nach Anspruch 4,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die Gaszuführeinrichtung eine mit einem Magnetventil (12) verbundene Gaskartusche (13) ist.
7. Prüfgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass die elektronische Mess- und Auswerteeinheit (16) mit einem Akku oder einem Netzteil verbunden ist.
8. Prüfgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7,
   dadurch gekennzeichnet,
   dass es zur Befestigung an einem Membrandruckausdehnungsgefäß (1) ausgebildet ist.