Frostschutzanlage

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung von Flüssigkeitskreisläufen oder von Flüssigkeit fördernden Leitungen, insbesondere von Heizungsanlagen oder Brauchwasserleitungen, gegen Frostschäden und eine entsprechende Frostschutzanlage zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] In Flüssigkeitskreisläufen oder allgemein Flüssigkeitsleitungen und insbesondere in Heizungsanlagen oder Brauchwasserleitungen ist das Problem bekannt, dass beim Einfrieren der Flüssigkeit innerhalb des Kreislaufes der Flüssigkeitskreislauf oder die Leitungen beschädigt werden können. Dies ergibt sich insbesondere in Wasserleitungen durch das Phänomen, dass sich Wasser beim Einfrieren ausdehnt und somit zu einem Bersten der Wasserleitung führen kann. Die hierdurch hervorgerufenen Undichtigkeiten können zu erheblichen Schäden sowohl an den Wasserleitungen selbst als auch in der umgebenden Infrastruktur führen.

[0003] Die Gefahr eines solchen Frostschadens ist insbesondere dort sehr groß, wo Flüssigkeitskreisläufe und insbesondere Heizungsanlagen oder Brauchwasserleitungen z.B. während der Winterzeit längere Zeit unbeobachtet sind. Wenn in diesem Fall eine einwandfreie Funktion z.B. einer Heizungsanlage oder der Brauchwasserleitung nicht regelmäßig überwacht wird, ein Ausfall der Heizung aufgrund einer Störung, wie einem Stromausfall, unentdeckt bleibt und in der weiteren Folge aufgrund der ausbleibenden Heiztätigkeit der Wasserkreislauf der Heizung oder die Brauchwasserleitungen einfrieren, kann dies zu den beschriebenen Schäden führen.

[0004] Ein solcher Schadensfall kann beispielsweise dort gehäuft auftreten, wo Ferienhäuser während der Winterzeit unbewohnt sind und die Heizung dieser Ferienhäuser nur in einem Frostschutzmodus betrieben wird, bei dem durch die Tätigkeit der Heizung das umlaufende Wasser gerade auf eine derart hohe Temperatur gehalten wird, dass ein Einfrieren sowohl der Heizungsleitungen als auch der Bruachwasserleitungen vermeidbar ist. Tritt jedoch in diesem Fall ein Störfall auf, der zu einem Funktionsausfall der Heizung führt, so wird dieser Störfall zumeist zu spät entdeckt, so dass das Wasser in den Leitungen einfrieren kann.

[0005] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Frostschutzanlage bereitzustellen, um ein Einfrieren eines Flüssigkeitskreislaufes oder allgemein Flüssigkeit fördernder Leitungen auch ohne eine persönliche Überwachung wirksam zu verhindern.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Frostschutzanlage gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen erwähnt.

[0007] Eine erfindungsgemäße Frostschutzanlage, die an einen Flüssigkeitskreislauf und insbesondere an einen Heizkreislauf oder auch allgemein an Wasserleitungen anschließbar ist, umfasst wenigstens einen Temperatursensor zur Bestimmung der Flüssigkeitstemperatur innerhalb des Kreislaufes oder der Leitungen, ein Belüftungsventil, ein Flüssigkeitsablassventil und eine Überwachungs/Steuereinheit. Sowohl der wenigstens eine Temperatursensor als auch die genannten Ventile befinden sich nach entsprechender Montage innerhalb des Flüssigkeitskreislaufes oder der Leitungen bzw. an diesen. Insbesondere bei Brauchwasser leitungen ist wenigstens ein weiteres automatisch betätigbares Absperrventil vorgesehen, mit dem die Wasserzufuhr von der Übergabestelle zur Stadt oder Gemeinde absperrbar ist. So wird ein ungewünschtes Nachfliessen von Wasser beim Ablassen verhindert. Um auch bei Stromausfall entsprechende Sicherheit zu bieten, sollte dieses Ventil im unbestromten Zustand geschlossen sein.

[0008] Unterschreitet nun die Temperatur der Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitskreislaufes oder der Leitungen eine bestimmte vorgegebene Temperatur oberhalb des Gefrierpunktes der Flüssigkeit, so wird durch ein Öffnen des Flüssigkeitskreislaufes oder der Leitungen die Flüssigkeit wenigstens zu einem Teil aus dem Flüssigkeitskreislauf bzw. den Leitungen abgelassen.

[0009] Dies wird dadurch bewirkt, dass von der Überwachungs-/Steuereinheit der Temperatursensor, der die Temperatur der Flüssigkeit aufnimmt, regelmäßig abgefragt wird oder kontinuierlich ausgewertet wird, so dass bei einem Unterschreiten der vorgegebenen Temperatur z.B. bei Wasser einer Temperatur von 6° Celsius durch Ansteuerung sowohl des Belüftungs- als auch des Flüssigkeitsablassventiles diese beiden Ventile geöffnet werden, wodurch die Flüssigkeit aus dem Kreislauf entweicht. Bei Brauchwasseranschlussen wird zusätzlich das Ventil am Übergabeanschluss, insbesondere vor der Wasseruhr, geschlossen. Als Temperatursensor können einfacherweise z.B. temperaturabhängige Widerstände eingesetzt werden, deren Widerstandswert durch die Elektronik der Überwachungs-/Steuereinheit ausgewertet wird.

[0010] Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass vor einem Einfrieren der Flüssigkeit der Flüssigkeitskreislauf oder die Leitungen zumindest größtenteils entleert werden, so dass ein Bersten der Leitungen durch Einfrieren der Flüssigkeit, beispielsweise des Wassers, verhindert werden kann.

[0011] Da es möglich ist, daß bei der Entleerung des Flüssigkeitskreislaufes oder der Leitungen nur aufgrund der Schwerkraftwirkung ein Flüssigkeitsrest z.B. in Rohrknicken stehenbleibt kann es in einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen sein, den Flüssigkeitskreislauf oder die Leitungen weiterhin noch mit einen Fluid, z.B. Druckluft, zu spülen oder mit diesem Fluid aufzufüllen, um den Kreislauf bzw. die Leitungen vollständig von der frostgefährdeten Flüssigkeit zu befreien.

[0012] Um bei Brauchwasserleitungen ein Einfrieren des Wasser im Leitungsabschnitt zwischen der Wasseruhr, an der bevorzugt das automatische Absperrventil angeordnet ist, und dem Übergabeanschluss zu verhindern kann es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, an diesem Leitungsabschnitt eine Beheizung, vorzusehen. Diese Beheizung kann z.B. auch aus einem Notenergiereservoir mit Strom versorgt werden, wenn die Hauptstromversorgung ausgefallen ist, also z.B. mittels eines Notstrom-Akkus.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist es vorgesehen, dass vor dem Ablassen der Flüssigkeit aus dem Kreislauf oder den Leitungen nach Unterschreiten einer ersten gemessenen Temperatur zunächst ein Alarmfall ausgelöst wird und erst dann, sofern auf diesen Alarm nicht reagiert wird und die Flüssigkeit eine zweite, insbesondere tiefere Temperatur unterschreitet, die Entleerung des Kreislaufes bzw. der Leitungen veranlaßt wird.

[0014] Dieser Alarm wird ausgelöst, wenn die Temperatur der Flüssigkeit eine erste Grenztemperatur, z.B. 10 Grad Celsuis bei Wasser, unterschreitet, wobei in diesem Fall mittels der Überwachungs-/ Steuereinheit z.B. eine Verbindung zum Telefonnetz herstellbar ist, so dass von dieser Einheit ein vorbestimmter Telefonanschluss angerufen werden kann, um an diesem Telefonanschluss den Alarmvorfall zu melden. Der Telefonanruf kann sowohl von einer Person als auch von einer entsprechenden automatischen Alarmzentrale entgegengenommen werden. Die Übermittlung des Alarmvorfalles kann beispielsweise durch eine Bandansage oder durch ein ähnliches, eindeutiges Signal übermittelt werden. Statt der Verbindung zu einem Telefonnetz kann auch jede andere Möglichkeit vorgesehen sein, den Alarm zu melden, z.B. akustisch, optisch, durch Datenübermittlung etc.

[0015] Es kann vorgesehen sein, dass der Alarm wiederholt gemeldet wird, bis er von der entgegennehmenden Stelle bestätigt wird oder die Wiederholung nach einer bestimmen maximalen Anzahl unterlassen wird.

[0016] Nach der Kenntnisnahme dieses Alarms besteht sodann die Möglichkeit entsprechende Vorkehrungen zu ergreifen, um ein weiteres Absinken der Temperatur zu verhindern. Beispielsweise kann nach einem Ausfall der Heizung diese z.B. durch Wartungspersonal oder eine Fernsteuerung erneut gestartet werden. Sollte auf den ausgelösten Alarm keine Reaktion erfolgen und die Temperatur weiter absinken, z.B. bei Wasser unter 6 Grad Celsius, so wird wie erwähnt die Flüssigkeit aus dem Kreislauf bzw. den Leitungen abgelassen.

[0017] Dies erfolgt vorteilhafterweise derart, dass die ablaufende Flüssigkeit gespeichert wird, beispielsweise um diese Flüssigkeit für eine spätere Rückbefüllung des Flüssigkeitskreislaufes bzw. der Leitungen zu verwenden. Hierfür kann die Frostschutzanlage eine Auffangvorrichtung, z.B. einen Behälter umfassen, die zum Auffangen der abgelassenen Flüssigkeit dient.

[0018] Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einer wieder ansteigenden Temperatur, bei der eine Frostgefahr nicht mehr gegeben ist, die gespeicherte Flüssigkeit automatisch in den Flüssigkeitskreislauf oder die Leitungen zurückgeführt wird, um wieder einen normalen Betrieb der Anlage, also z.B. der Heizungsanlage oder des Brauchwasserleitungsnetzes aufnehmen zu können.

[0019] Hierfür kann es vorgesehen sein, an der Frostschutzanlage ebenfalls einen Außentemperatursensor zu verwenden, so dass bei genügend hoher Außentemperatur von z.B. 10-15 Grad Celsius automatisch, beispielsweise mittels einer Pumpe die Flüssigkeit in den Kreislauf zurückgefüllt wird. Die Ansteuerung der Pumpe und der entsprechenden Ventile wird hierbei wiederum von der Überwachungs-/Steuereinheit vorgenommen. Eventuelle Fehlmengen der Flüssigkeit können bevorzugt bei der Rückbefüllung aus einem weiteren Flüssigkeitsreservoir entnommen werden, bei einer Heizungsanlage z.B. in einfacher Weise aus einer Frischwasserzuleitung.

[0020] Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei der Rückbefüllung ebenfalls der Kreislauf bzw. die Leitungen entlüftet werden, um eine optimale Funktion zu gewährleisten.

[0021] Um zu verhindern, daß z.B. bei einem Stromausfall, der zu einem Ausfall z.B. der Heizung führt auch die Frostschutzanlage ausfällt, kann es vorgesehen sein, die Frostschutzanlage mit einer Notstromversorgung, z.B. einer Batterie- oder Akkupufferung auszustatten. In diesem Fall kann selbst bei längerem Stromausfall bei Unterschreiten der kritischen Temperatur der Flüssigket diese aus dem Flüssigkeitskreislauf bzw. den Leitungen abgelassen werden.

[0022] Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der zugehörigen Anlage kann auf wirksame Weise ohne persönliche Überwachung ein Frostschaden an Flüssigkeitskreisläufen, z.B. bei Heizungsanlagen oder auch allgemeinen Leitungen verhindert werden, die frostgefährdete Flüssigkeiten also insbesondere Wasser fördern.

Ansprüche

1. Verfahren zur Sicherung von Flüssigkeitskreisläufen oder Flüssigkeit fördernden Leitungen, insbesondere von Heizungsanlagen oder Brauchwasserleitungen, gegen Frostschäden dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten einer vorgegebenen Temperatur der Flüssigkeit oberhalb des Gefrierpunktes der Flüssigkeit durch ein Öffnen des Flüssigkeitskreislaufes oder der Leitungen die Flüssigkeit wenigstens zu einem Teil aus dem Flüssigkeitskreislauf oder den Leitungen abgelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Flüssigkeitskreislauf oder den Leitungen nach dem Ablassen verbliebene Flüssigkeit mittels eines Fluides, insbesondere mittels Druckluft, aus dem Kreislauf oder den Leitungen verdrängt wird.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach Unterschreiten einer ersten vorgegebenen Temperatur ein Alarm ausgelöst wird und nach Unterschreiten einer tieferen vorgegebenen zweiten Temperatur die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskreislauf oder den Leitungen abgelassen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auslösung des Alarms von einer Überwachungseinheit automatisch ein vordefinierter Telefonanschluß angerufen wird, um den Alarm zu melden.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Flüssigkeitskreislauf oder den Leitungen abgelassene Flüssigkeit, insbesondere zur späteren Rückbefüllung, gespeichert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten einer dritten Temperatur der entleerte Flüssigkeitskreislauf oder die Leitungen automatisch mit Flüssigkeit, insbesondere aus der Auffangvorrichtung, befüllt wird.

7. Frostschutzanlage für einen Flüssigkeitskreislauf oder für Flüssigkeit fördernde Leitungen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage wenigstens einen Temperatursensor zur Bestimmung der Flüssigkeitstemperatur, ein Belüftungsventil, ein Flüssigkeitsablaßventil und eine Überwachungs-/Steuereinheit umfaßt.

8. Frostschutzanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagenelemente in/an einem Flüssigkeitskreislauf montierbar sind.

9. Frostschutzanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Überwachungs-/Steuereinheit abhängig von der durch den wenigstens einen Temperatursensor erfassten Temperatur der Flüssigkeit das Belüftungsventil und/oder das Ablaßventil ansteuerbar sind.

10. Frostschutzanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Unterschreiten einer ersten vorgegebenen Temperatur mittels der Überwachungs-/Steuereinheit ein Alarm auslösbar ist.

11. Frostschutzanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Alarmfall eine Verbindung zum Telefonnetz herstellbar und ein vorbestimmter Telefonanschluß anrufbar ist, um an diesen Telefonanschluß den Alarmvorfall zu übermitteln.

12. Frostschutzanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine Notstromeinheit, insbesondere eine Notstrombatterie aufweist, um auch bei Stromausfall betriebsfähig zu sein.

13. Frostschutzanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage eine Auffangvorrichtung zum Auffangen der aus dem Flüssigkeitskreislauf oden den Leitungen abgelassenen Flüssigkeit umfaßt.

14. Frostschutzanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage einen Außentemperatursensor aufweist und in Abhängigkeit der ermittelten Außentemperatur eine Pumpe ansteuerbar ist, mittels der die Flüssigkeit aus der Auffangvorrichtung zurück in den Flüssigkeitskreislauf oder die Leitungen pumpbar ist.

15. Frostschutzanlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Frischwasserversorgungsleitung insbesondere eines Hauses, zwischen einem Übergabeanschluss und einer Wasseruhr eine Beheizung der Leitung vorgesehen ist.