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Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zur Schadensfolgenminderung und/oder Schadensfolgenvermeidung bei einer Leckage in einem Leitungssystem für eine Flüssigkeit, aufweisend eine in einer Zuführleitung, durch die die Flüssigkeit in das Leitungssystem eingebracht wird, vorgesehene Schutzanordnung mit wenigstens einer die Zuführleitung bei Erhalt eines Leckagesignals sperrenden, ersten Absperreinrichtung. Daneben betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Schadensfolgenminderung und/oder Schadensfolgenvermeidung bei einer Leckage in einem Leitungssystem für eine Flüssigkeit.
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Flüssigkeiten werden Infrastruktureinheiten, beispielsweise Wohnungen und/oder Gebäuden, über Zuführleitungen bereitgestellt, die in ein Leitungssystem einmünden, das die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, innerhalb der Infrastruktureinheit verteilt. Messeinrichtungen, beispielsweise Wasserzähler, sind bekannt, um für einen Versorger, der die Flüssigkeit bereitstellt, den Verbrauch in der Infrastruktureinheit messen zu können.
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Probleme treten in solchen Leitungssystemen bei Leckagen auf, wenn also wenigstens ein Leck in wenigstens einer Leitung des Leitungssystems und/oder einer an das Leitungssystem angeschlossenen Verbrauchereinrichtung auftritt, durch das kontinuierlich die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, austritt. Durch die austretende Flüssigkeit können Schäden, beispielsweise Wasserschäden, innerhalb der Infrastruktureinheit auftreten, was nicht gewünscht ist.
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Dabei wurden im Stand der Technik bereits Leckagedetektionseinrichtungen vorgeschlagen, die auf eine Vielzahl von Wegen versuchen, Lecks im Leitungssystem festzustellen und bei Erkennen einer Leckage entsprechende Maßnahmen einzuleiten, beispielsweise das Absperren der Zuführleitung und/oder die Ausgabe eines Leckagealarms. Beispielsweise ist aus
DE 10 2014 113 212 A1 eine Vorrichtung zur Erkennung eines unbeabsichtigten Wasseraustritts aus einem Trinkwasserrohrsystem bekannt, bei welcher als Sensormittel zur Detektion einer Wasserbewegung sowie Mittel zur Erkennung eines Wasseraustritts optische und/oder akustische Sensormittel verwendet werden, wobei optische Sensormittel Bewegungen eines Wasserzählers erfassen können, akustische Sensormittel Wasserbewegungen in dem Trinkwasserrohrsystem aufgrund der Geräuschentwicklung erkennen können. Bei einer Erkennung eines unbeabsichtigten Wasseraustritts aus dem Trinkwasserrohrsystem kann eine Wasserleitung des Trinkwasserrohrsystems abgesperrt werden. Neben derartigen Ausgestaltungen ist bereits eine Vielzahl weiterer Varianten bekannt geworden, um eine Leckagedetektion durchzuführen. Beispielsweise kann innerhalb einer Messeinrichtung, insbesondere eines Wasserzählers, angenommen werden, dass bei dauerhaftem Wasserfluss eine Leckage vorliegt, da ein ununterbrochener Wasserfluss über eine längere Zeit bei normalen Haushalten unüblich ist. Andere Lösungen setzen Sensoren ein, die auf austretendes Wasser bzw. allgemein austretende Flüssigkeit reagieren, beispielsweise Füllstandssensoren, Sensoren zur Messung von Leitwerten am Boden, Feuchtigkeitssensoren und/oder Widerstandssensoren. Auch wurde bereits vorgeschlagen, für die jeweiligen Infrastruktureinheiten Nutzerprofile zu erstellen und bei unüblichen Verbrauchsmustern auf eine Leckage zu schließen. Ein weiterer Vorschlag sieht vor, Leckagedetektionseinrichtungen in Messeinrichtungen, insbesondere Wasserzähler, zu integrieren, insbesondere in solche, die eine Eigenintelligenz, mithin eine eigene Steuereinrichtung, aufweisen (sogenannte „Smart-Meter“). Rein beispielhaft für eine Integration sei auf die nachveröffentlichte
DE 10 2016 014 815.2 verwiesen.
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Während ein Absperren der Zuführleitung über eine Absperreinrichtung bzw. ein Absperrorgan ein Nachströmen von weiterem Wasser in das Leitungssystem verhindert, hat sich gezeigt, dass dennoch Probleme hinsichtlich der in dem Leitungssystem verbliebenen Flüssigkeit auftreten können, welche, insbesondere bei niedrig liegender Leckstelle, für ein weiteres Austreten von Flüssigkeit aus dem Leitungssystem sorgen können.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Schadensbegrenzung und/oder Schadensvermeidung bei Leckagen in Leitungssystemen anzugeben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schutzanordnung ferner eine von der Zuführleitung abzweigende Entleerungsleitung mit einer zweiten Absperreinrichtung aufweist, die bei Vorliegen des Leckagesignals die im Normalbetrieb gesperrte Entleerungsleitung öffnet.
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Es wird mithin vorgeschlagen, zusätzlich zu einer Sperrung der Zuführleitung eine Leitungsentleerung bei Erkennen einer Leckage vorzunehmen, indem eine entsprechende Entleerungsleitung, die der ersten Absperreinrichtung nachgeschaltet in der Zuführleitung vorgesehen ist und durch eine zweite Absperreinrichtung im Normalbetrieb verschlossen ist, geöffnet wird, so dass bei Öffnen der zweiten Absperreinrichtung und Schließen der ersten Absperreinrichtung die in dem Leitungssystem verbliebene Flüssigkeit durch die Entleerungsleitung aus dem Leitungssystem hinausgeleitet wird. Das bedeutet, die restliche, sich noch im abgesperrten Rohrleitungsnetz befindliche Flüssigkeit wird abgelassen, so dass ein weiterer Folgeschaden der Leckage automatisch vermindert bzw. in Idealfällen sogar verhindert werden kann. Dabei gilt selbstverständlich, dass die erste Absperreinrichtung üblicherweise geöffnet ist, um das Versorgen mit Flüssigkeit durch einen Versorger zu erlauben.
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Die Flüssigkeit kann dabei insbesondere Wasser sein. Allgemein ist das Leitungssystem vorzugsweise insbesondere einer Infrastruktureinheit, beispielsweise einer Wohnung oder einem Gebäude bzw. einem Haus, zugeordnet bzw. darin verbaut, um eine Verteilung der Flüssigkeit, insbesondere des Wassers, zu innerhalb der Infrastruktureinheit angeordneten Verbrauchereinrichtungen zu erlauben. Bei der Zuführleitung handelt es sich dann um eine Hauptanschlussleitung für die Infrastruktureinheit, beispielsweise um eine Hauptwasseranschlussleitung.
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In konkreter Ausgestaltung kann die Schutzeinrichtung ferner eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Absperreinrichtung in Abhängigkeit des Leckagesignals aufweisen. Die Steuereinrichtung kann als Teil der Schutzanordnung oder entfernt von dieser, verbunden über entsprechende Steuerleitungen und/oder eine sonstige Kommunikationsverbindung, vorgesehen werden. Empfängt die Steuereinrichtung das Leckagesignal, steuert sie die erste Absperreinrichtung zum Schließen der Zuführleitung und die zweite Absperreinrichtung zum Öffnen der Entleerungsleitung an, so dass die Entleerung des Leitungssystems erfolgen kann.
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Die vorliegende Erfindung kann auch präventiv eingesetzt werden. In diesem Fall kann das Leckagesignal ein Präventivsignal, das keine aktuell vorliegende, sondern allenfalls eine zu befürchtende Leckage anzeigt, sein, oder es kann vorgesehen sein, dass auch bei Vorliegen eines Nichtnutzungssignals die erste Absperreinrichtung zum Absperren der Zuführleitung und die zweite Absperreinrichtung zum Öffnen der Entleerungsleitung angesteuert wird. Insbesondere dann, wenn eine Infrastruktureinheit vorliegt, die längere Zeit nicht genutzt wird, kann es zweckmäßig sein, für den Nichtnutzungszeitraum die Schutzeinrichtung dauerhaft auszulösen. So wird der Wasserdruck von den Leitungen der Infrastruktureinheit genommen, was einer möglichen Leckage aktiv vorbeugt. Nichtnutzungszeiträume können beispielsweise durch einen Urlaubszeitraum der Bewohner oder bei einem Leerstand gegeben sein. Andere Anwendungsfälle betreffen nur zeitweise betriebene Infrastruktureinheiten, beispielsweise Ferienhäuser.
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Um einen Nichtnutzungszeitraum anzuzeigen und ein entsprechendes Nichtnutzungssignal oder Präventivsignal zu erzeugen, kann vorgesehen sein, dass der Schutzeinrichtung eine Bedieneinrichtung zugeordnet ist, wobei das Nichtbenutzungssignal aus einer Benutzereingabe einer Bedieneinrichtung, insbesondere durch die Steuereinrichtung, ermittelbar ist. Insbesondere ist es auch denkbar, die Länge des Nichtbenutzungszeitraums aus der Benutzereingabe zu ermitteln, um nach Ablauf des Nichtbenutzungszeitraums die Entleerungsleitung automatisch wieder zu schließen und die Zuführleitung automatisch wieder zu öffnen. Zusätzlich oder alternativ kann auch aus einer Bedieneingabe an der Bedieneinrichtung ein Nutzungssignal gefolgert werden, dass zum Schließen der zweiten Absperreinrichtung und zum Öffnen der ersten Absperreinrichtung führt.
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Vorzugsweise können die Absperreinrichtungen als Ventile, insbesondere Magnetventile, ausgebildet sein. Magnetventile haben den Vorteil, verlässlich zu öffnen oder zu schließen und problemlos und robust automatisch betätigbar zu sein.
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Es sind im Rahmen der Erfindung auch Ausgestaltungen denkbar, in denen die erste und die zweite Absperreinrichtung als ein gemeinsames Stellglied realisiert sind. Einem derartigen Stellglied kann dann eine duale Wirkung assoziiert werden, wobei beispielsweise ein Absperrelement aus der Entleerungsleitung in die Zuführleitung stromoberhalb der Entleerungsleitung hinsichtlich des Leitungssystems verstellt werden kann, um durch das Öffnen der Entleerungsleitung gleichzeitig die Zuführleitung zu schließen, wobei entsprechende Dichtmaßnahmen vorgesehen sind, um ein ungewolltes Entweichen von Flüssigkeit durch die Entleerungsleitung im Normalbetrieb bzw. ein ungewolltes Eindringen frischer Flüssigkeit im Leckagezustand möglichst verlässlich zu vermeiden.
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Während es grundsätzlich denkbar ist, das Leckagesignal über eine geeignete Kommunikationsverbindung von extern an die Schutzeinrichtung zu übermitteln, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass die Schutzeinrichtung selbst die Leckagedetektionseinrichtung umfasst, die bei Detektion einer Leckage das Leckagesignal ausgibt. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Leckagedetektionseinrichtung als Teil einer den Flüssigkeitsverbrauch an der Zuführleitung messenden Messeinrichtung realisiert ist, deren Steuereinrichtung auch als Steuereinrichtung der Schutzeinrichtung wirkt. Bei dieser Messeinrichtung kann es sich um einen üblichen Zähler, insbesondere einen Wasserzähler, handeln, wobei die Messeinrichtung bevorzugt ein sogenanntes „Smart Meter“ ist. Ein solches Smart Meter besitzt bereits eine Eigenintelligenz, die auch für den Steuerbetrieb hinsichtlich der Schutzanordnung eingesetzt werden kann. In diesem Kontext ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schutzanordnung der Messeinrichtung benachbart, insbesondere stromab, angeordnet ist. Auf diese Art und Weise können Kommunikationsstrecken, die bevorzugt kabelgebunden realisiert werden, zwischen der Steuereinrichtung der Schutzeinrichtung in der Messeinrichtung und der ersten und der zweiten Absperreinrichtung kurzgehalten werden.
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Dabei sei darauf hingewiesen, dass durchaus auch eine Kombination zwischen einer Leckagedetektionseinrichtung als Teil der Schutzeinrichtung und der Nutzung einer externen Leckagedetektionseinrichtung möglich ist, denn beispielsweise können zusätzlich zu über die interne Leckagedetektionseinrichtung selbst ausgegebenen Leckagesignalen auch extern empfangene Leckagesignale, beispielsweise von entfernt angeordneten Sensoren, empfangen werden.
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Dabei können beliebige, aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannte Möglichkeiten zur Leckageerkennung eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine Messeinrichtung bei dauerhaftem Verbrauch innerhalb eines bestimmten Zeitbereiches und/oder bei von einem normalen Nutzerprofil abweichendem Verbrauchsverhalten eine Leckage annehmen. Weitere bekannte Möglichkeiten zur Leckageerkennung umfassen Wasserdurchflussmessung, Druckmessungen, Füllstandsmessungen, Leitwertmessungen am Boden, Feuchtigkeitsmessungen, Widerstandsmessungen und dergleichen.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist gegeben, wenn sich der Abzweig von der Zuführleitung an einem tiefstmöglichen Punkt im Leitungssystem, insbesondere bei einem einem Haus zugeordneten Leitungssystem in einem Keller des Hauses, angeordnet ist, so dass bei Öffnung der zweiten Absperreinrichtung und Schließen der ersten Absperreinrichtung die in dem Leitungssystem verbliebene Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft durch die Entleerungsleitung abfließt. Auf diese Art und Weise kann eine Nutzung aktiver Entleerungseinrichtungen, beispielsweise von Pumpen, vermieden werden, da die Installation der Schutzanordnung an einem tiefen Punkt, insbesondere in einem Keller, dafür sorgt, dass die Flüssigkeit aufgrund der Schwerkraft aus dem Leitungssystem durch die Entleerungsleitung abfließt.
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In einer weniger bevorzugten Alternative ist es selbstverständlich auch denkbar, dass in der Entleerungsleitung eine Pumpe zum Abpumpen von in dem Leitungssystem bei geschlossener erster Absperreinrichtung und geöffneter zweiter Absperreinrichtung verbliebener Flüssigkeit angeordnet ist. Dabei können die Pumpe und die zweite Absperreinrichtung als ein integral realisiertes Bauteil vorgesehen sein.
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Die Entleerungsleitung kann mit einem wenigstens das im Leitungssystem aufnehmbare Flüssigkeitsvolumen aufnehmenden Abflussbereich verbunden sein, insbesondere einer zur Schutzeinrichtung gehörigen Auffangeinrichtung und/oder einem öffentlichen Abfluss- und/oder Kanalsystem für die Flüssigkeit. Dabei wird es bevorzugt, die Flüssigkeit, bei der es sich insbesondere um Wasser handelt, beispielsweise mittels eines Abflusses in ein entsprechendes öffentliches Kanalsystem abfließen zu lassen, so dass eine Entleerung eines sonstigen Abflussbereichs, insbesondere eine Auffangeinrichtung, nicht zwangsläufig nötig ist. Denkbar sind jedoch auch andere Möglichkeiten, beispielsweise das Ableiten der in dem Leitungssystem verbliebenden Flüssigkeit in eine Versickerungsanordnung, insbesondere also ein Rigolensystem, oder dergleichen.
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Neben der Schutzeinrichtung betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Schadensfolgenminderung und/oder Schadensfolgenvermeidung bei einer Leckage in einem Leitungssystem für eine Flüssigkeit, wobei bei Erhalt eines eine Leckage anzeigenden Leckagesignals eine in einer Zuführleitung, durch die die Flüssigkeit in das Leitungssystem eingebracht wird, vorgesehene erste Absperreinrichtung zum Absperren der Zuführleitung und eine eine von der Zuführleitung abzweigende Entleerungsleitung sperrende zweite Absperreinrichtung zum Öffnen der im Normalbetrieb gesperrten Entleerungsleitung angesteuert werden. Sämtliche Ausführungen bezüglich der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen, so dass auch mit diesen die bereits genannten Vorteile erhalten werden können.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung.
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Dabei zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäße Schutzeinrichtung in einem Leitungssystem.
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Die Figur zeigt angedeutet ein einer Infrastruktureinheit 1, hier einem Haus, zugeordnetes, durch Rohrleitungen 2 gebildetes Leitungssystem 3, welches der Übersichtlichkeit halber nicht vollständig gezeigt ist. Das Wasser wird über einen Hauptanschluss 4 von einem Versorger gemäß dem Pfeil 5 zur Verfügung gestellt. In einer entsprechenden mit diesem Hauptanschluss 4 verbundenen Zuführleitung 6 des Leitungssystems 3 fließt das Wasser nun stromab in Richtung des Leitungssystems 3 zunächst durch eine Messeinrichtung 7, hier ein als Smart Meter ausgebildeter Wasserzähler, der eine Steuereinrichtung 8 und eine Leckagedetektionseinrichtung 9 aufweist, die vorliegend beispielhaft eine Leckage anhand eines einen dauerhaften Fluss von Wasser anzeigenden Dauerflusskriteriums und/oder eines ein abweichendes Verbrauchsverhalten von einem Nutzerprofil anzeigenden Abweichungskriteriums erkennt und entsprechend ein Leckagesignal erzeugt. Auch andere Möglichkeiten zur Erkennung einer Leckage in dem Leitungssystem 3, beispielsweise unter Nutzung von Sensoren, sind denkbar. Die Steuereinrichtung 8 steuert vorliegend auch den Betrieb der hier integrierten erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung, welche eine Schutzanordnung 10 umfasst.
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Die Schutzanordnung 10 umfasst eine von der Zuführleitung 6 abzweigende Entleerungsleitung 11, die in einen Abfluss 12 zu einem öffentlichen Kanalsystem, Pfeil 13, führt und im Normalbetrieb über eine zweite Absperreinrichtung 14, die vorliegend als Magnetventil ausgebildet ist, gesperrt ist. Eine erste Absperreinrichtung 15, die ebenso als Magnetventil ausgebildet ist, ist im Normalbetrieb geöffnet und zum Sperren der Zuführleitung 6 stromaufwärts von der Abzweigung der Entleerungsleitung 11 angeordnet. Bei Vorliegen eines Leckagesignals der Leckagedetektionseinrichtung 9 und/oder eines externen Leckagesignals steuert die Steuereinrichtung 8 über entsprechende Steuerleitungen 16 die erste Absperreinrichtung 15 zum Schließen der Zuführleitung 6 an, um weiteren Zufluss von Wasser in das Leitungssystem 3 zu vermeiden. Gleichzeitig wird die zweite Absperreinrichtung 14 zum Öffnen angesteuert, so dass die Leckageleitung 11 freigegeben wird und in dem Leitungssystem 3 verbliebenes Wasser über den Abfluss 12 in das öffentliche Kanalsystem abfließen kann. Dabei ist die abzweigende Entleerungsleitung 11 vorliegend ersichtlich im Keller 17 in einem tiefsten Bereich des Leitungssystems 3 angeordnet, so dass der Abfluss des Wassers aus dem Leitungssystem 3 bei geöffneter zweiter Absperreinrichtung 14 automatisch durch die Schwerkraft erfolgt und keine Pumpe erforderlich ist.
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Die Schutzeinrichtung 10 kann auch präventiv eingesetzt werden, beispielsweise unter Nutzung eines eine befürchtete Leckage anzeigenden Leckagesignals aus Präventivsignal und/oder unter zusätzlicher Verwendung eines Nichtnutzungssignals, welches insbesondere aus Benutzereingaben an einer hier nicht näher gezeigten Bedieneinrichtung durch die Steuereinrichtung 8 ermittelt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Infrastruktureinheit
- 2
- Rohrleitung
- 3
- Leitungssystem
- 4
- Hauptanschluss
- 5
- Pfeil
- 6
- Zuführleitung
- 7
- Messeinrichtung
- 8
- Steuereinrichtung
- 9
- Leckagedetektionseinrichtung
- 10
- Schutzanordnung
- 11
- Entleerungsleitung
- 12
- Abfluss
- 13
- Pfeil
- 14
- zweite Absperreinrichtung
- 15
- erste Absperreinrichtung
- 16
- Steuerleitungen
- 17
- Keller
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014113212 A1 [0004]
- DE 102016014815 [0004]
