Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen eines unerwünschten nichtkondensierbaren Anteils eines gasförmig vorliegenden Mediums. Gasförmige kondensierbare, also dampfförmig vorliegende Medien werden in der Technik für verschiedene Zwecke eingesetzt. So kann beispielsweise Dampf dazu genutzt werden, über einen Wärmetauscher Energie an ein anderes Medium zu übertragen. Dampf, insbesondere Wasserdampf kann auch zur Sterilisation von beispielsweise medizinischen Geräten verwendet werden, da eine Kondensation des Wasserdampfs große Energiemengen freisetzt, welche unerwünschte Keime zuverlässig abtötet.

In solchen Fällen sind nichtkondensierbare gasförmige Anteile im Dampf wie

beispielsweise Luft unerwünscht, da es die Funktion von Wärmetauschern

beeinträchtigt und die Sterilisation von Keimen unter Umständen nur unvollständig wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mittels weicher ein nichtkondensierbarer Anteil in einem gasförmig vorliegenden Medium erkannt werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 1 .

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erkennen eines nichtkondensierbaren Anteils eines Mediums, welches Medium zumindest einen kondensierbaren Anteil aufweist und gasförmig vorliegt, misst in einem ersten Verfahrensschritt ein Temperaturmessgerät eine Temperatur des Mediums, wobei ein Druckmessgerät einen Druck des Mediums misst, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt mittels einer elektronischen Mess- /Betriebsschaltung ein Verhältnis des Drucks zur Temperatur gebildet wird, und dieses Verhältnis mit einem Sollverhältnis verglichen wird, wobei die elektronische Mess-/Betriebsschaltung im Falle einer Mindestabweichung des Verhältnisses vom Sollverhältnis in einem dritten Verfahrensschritt eine Meldung ausgibt.

Das gasförmige Medium kann dabei in einem Behältnis ruhen oder durch eine

Rohrleitung strömen. Das gasförmige Medium kann feine kondensierte Tröpfchen tragen bzw. mitführen, also nebelartig sein und kann sich dabei in einem

thermodynamischen Gleichgewicht befinden, so dass es gesättigt ist. Zusätzlich zur Nebelartigkeit des Mediums kann es zu einer Ausbildung eines Flüssigkeitsfilms oder eines Bodensatzes an einer Wandung des Behältnisses bzw. der Rohrleitung kommen. Nichtkondensierbar bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der nichtkondensierbare Anteil bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahren nicht kondensiert. So kann beispielsweise bei einem Luft-Wasserdampf-Gemisch der Luftanteil bei entsprechender Abkühlung auch kondensiert werden, jedoch wird bei einem Wärmetauscher, welcher mit Wasserdampf arbeitet bei sachgemäßem Gebrauch eine Siedetemperatur eines wesentlichen Luftbestandteils unter keinen Umständen erreicht. Insofern ist Luft im Sinne der Erfindung nicht kondensierbar. Entsprechendes gilt für weitere

erfindungsgemäße Verfahren.

In einer Ausgestaltung strömt das Medium durch eine Rohrleitung. Beispielsweise kann die Rohrleitung Teil eines Wärmekraftwerks oder eines Kühlschranks sein.

Beispielsweise ist die Rohrleitung Teil eines Sterilisationsgeräts.

In einer Ausgestaltung misst ein Durchflussmessgerät einen Durchfluss des Mediums durch die Rohrleitung, wobei die elektronische Mess-/Betriebsschaltung auf Basis des gemessenen Durchflusses sowie der einer Mindestabweichung des Verhältnisses einen Durchfluss des kondensierbaren Anteils ermittelt, wobei die elektronische Mess- /Betriebsschaltung dem Durchflussmessgerät zugeordnet ist.

In technischen Geräten, welche auf einem Wärmetauschprinzip basieren, kann somit die Wärmetauschleistung korrigiert bzw. ermittelt werden. Bei Sterilisationsgeräten kann somit eine Sterilisationsleistung angegeben werden. In einer Ausgestaltung wird mittels eines Verifikationsmessgeräts das Vorliegen eines gasförmigen Mediums verifiziert, wobei das Verifikationsmessgerät eine

Strömungsgeschwindigkeit des Mediums in der Rohrleitung und/oder mindestens eine der folgenden Medieneigenschaften misst: Schallgeschwindigkeit, Schallabsorption, Absorption elektromagnetischer Strahlung, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit, Amplitude einer

Oberflächenwelle einer Innenwandung des Behältnisses bzw. der Rohrleitung,

Frequenz einer Oberflächenwelle der Innenwandung des Behältnisses bzw. der Rohrleitung, Phase einer Oberflächenwelle der Innenwandung des Behältnisses bzw. der Rohrleitung, wobei bei einer Mindestabweichung einer der gemessenen Medieneigenschaften von einem erwarteten Sollwert bzw. Sollwertbereich auf das Vorliegen eines flüssigen Mediums geschlossen wird.

Oberflächenwellen einer Innenwandung des Behältnisses oder einer Innenwandung der Rohrleitung werden dabei durch Eigenschaften des im Behältnis bzw. in der Rohrleitung befindlichen Mediums beeinflusst und können somit zur Verifikation des Vorliegens eines gasförmigen Mediums verwendet werden.

Der im zweiten Verfahrensschritt durchgeführte Vergleich des Verhältnisses des Drucks zur Temperatur mit einem Sollverhältnis kann auch bei Vorliegen eines flüssigen Mediums eine Mindestabweichung erkennen. In diesem Fall kann mittels einer

Verifikation eine Fehlfunktion oder eine Fehlinterpretation verhindert werden.

In einer Ausgestaltung weist das Verifikationsmessgerät eine Sendevorrichtung und eine Empfangsvorrichtung zum Aussenden bzw. Empfangen von akustischen Signalen oder elektromagnetischen Signalen auf. In einer Ausgestaltung ist das Durchflussmessgerät ein Ultraschall-

Durchflussmessgerät, ein thermisches Massedurchflussmessgerät, ein Vortex- Durchflussmessgerät oder ein Coriolis-Durchflussmessgerät.

In einer Ausgestaltung ist das Ultraschall-Durchflussmessgerät bzw. das Coriolis- Durchflussmessgerät das Verifikationsmessgerät. In einer Ausgestaltung weist der kondensierbare Anteil des Mediums bei einem

Arbeitsdruck einen Siedepunkt auf, welcher um mindestens 20 K und insbesondere mindestens 40 K und bevorzugt mindestens 60 K höher ist, als ein Siedepunkt des nichtkondensierbaren Anteils. In einer Ausgestaltung weist der kondensierbare Anteil zumindest eines der folgenden Substanzen bzw. zumindest eine Substanz aus mindestens einer der folgenden Substanzgruppen auf:

Wasser, Kohlenwasserstoff, Alkohol, Ammoniak, Kältemittel gemäß DIN-8960 Ausgabe 1998-1 1. In einer Ausgestaltung führt die Rohrleitung das Medium zu einem Wärmetauscher, welcher Wärmetauscher eine Kondensation des kondensierbaren Anteils zum

Wärmetauschen zwischen dem Medium und einem weiteren Medium nutzt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erkennen eines nichtkondensierbaren Anteils eines Mediums, welches Medium zumindest einen kondensierbaren Anteil aufweist und in der Rohrleitung gasförmig vorliegt, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche umzusetzen, umfasst: eine Temperaturmessvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die Temperatur des Mediums zu messen; eine Druckmessvorrichtung, welche dazu eingerichtet ist, den Druck des Mediums zu messen; ein Verifikationsmessgerät, welches dazu eingerichtet ist, das Vorliegen eines gasförmigen Zustands des Mediums zu verifizieren, eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung, welche dazu eingerichtet ist, die

Temperaturmessvorrichtung, die Druckmessvorrichtung sowie das

Verifikationsmessgerät zu betreiben, wobei die elektronische Mess-/Betriebsschaltung dazu eingerichtet ist, bei einer Mindestabweichung einer der gemessenen

Medieneigenschaften von einem erwarteten Sollwert bzw. Sollwertbereich auf das Vorliegen eines flüssigen Mediums zu schließen. In einer Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung ein Durchflussmessgerät, welches stromabwärts oder stromaufwärts zu einer Rohrleitung angeordnet ist, wobei das Durchflussmessgerät ein Messrohr aufweist, welches Messrohr dazu eingerichtet ist, an die Rohrleitung angeschlossen zu werden. In einer Ausgestaltung ist das Verifikationsmessgerät dazu eingerichtet, eine

Strömungsgeschwindigkeit des Mediums in der Rohrleitung und/oder mindestens eines der folgenden Medieneigenschaften zu messen:

Schallgeschwindigkeit, Schallabsorption, Absorption elektromagnetischer Strahlung, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit. In einer Ausgestaltung ist das Durchflussmessgerät ein Ultraschall-

Durchflussmessgerät, ein thermisches Massedurchflussmessgerät, ein Vortex- Durchflussmessgerät oder ein Coriolis-Durchflussmessgerät.

In einer Ausgestaltung ist das Durchflussmessgerät ein Ultraschall- Durchflussmessgerät oder ein Coriolis-Durchflussmessgerät und umfasst das

Verifikationsmessgerät.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben:

Fig. 1 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren; und Fig. 2 skizziert den

erfinderischen Gedanken anhand eines Ausschnitts aus einem Phasendiagramm eines kondensierbaren Anteils eines beispielhaften Mediums; und Fig. 3 skizziert eine beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 1 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren 100, wobei zum Erkennen eines nichtkondensierbaren Anteils eines Mediums in einem ersten Verfahrensschritt 101 ein Temperaturmessgerät 20 eine Temperatur des Mediums misst, und wobei ein

Druckmessgerät 30 einen Druck des Mediums misst. In einem zweiten

Verfahrensschritt 102 bildet eine elektronische Mess-/Betriebsschaltung 40 aus dem gemessenen Druck und der gemessenen Temperatur ein Verhältnis und vergleicht dieses Verhältnis mit einem Sollverhältnis. Bei einem Medium, bei welchem ein kondensierbarer Anteil gesättigt ist, kann über eine Sattdampfdruckkurve über einen gemessenen Druck eine Solltemperatur bzw. über eine gemessene Temperatur ein Solldruck berechnet werden und somit ein Sollverhältnis ermittelt werden. Durch Rohrleitungen strömt ein gesättigtes zumindest teilweise gasförmig vorliegendes Medium dabei sehr häufig dann, wenn das Medium durch Sieden eines kondensierten Vorrats des Mediums durch den dabei entstehenden Dampfdruck in die Rohrleitung eingeleitet wird. Da bei technischen Vorrichtungen aus vielen Gründen keine

vollständige Abgeschlossenheit gegenüber einer Außenwelt zu gewährleisten ist, kann das Medium auch einen störenden nichtkondensierbaren Anteil aufweisen.

Für den Fall, dass ein aus der gemessenen Temperatur und dem gemessenen Druck ermitteltes Verhältnis eine Mindestabweichung zum Sollverhältnis festgestellt wird, gibt die elektronische Mess-/Betriebsschaltung 40 in einem dritten Verfahrensschritt eine Meldung aus, dass das Medium eine Verunreinigung durch einen nichtkondensierbaren Anteil aufweist.

An die Rohrleitung kann ein Durchflussmessgerät 10 angeschlossen sein, welches den Durchfluss des Mediums durch die Rohrleitung 50 misst, wobei die elektronische Mess- /Betriebsschaltung auf Basis des gemessenen Durchflusses sowie der Abweichung einen Durchfluss des kondensierbaren Anteils ermittelt. Auf diese Weise kann beispielsweise die Wärmeübertragungsleistung eines an die Rohrleitung

angeschlossenen Wärmeübertragers besser ermittelt werden. Um sicherzustellen, dass beispielsweise aufgrund von technischen Fehlern keine

Flüssigkeit durch die Rohrleitung strömt, kann ein Verifikationsmessgerät 60 eingesetzt werden, welches den Aggregatzustand des Mediums bestimmt. Beispielsweise kann das Verifikationsmessgerät eine Durchflussmessung vornehmen oder

Medieneigenschaften wie beispielsweise Schallgeschwindigkeit, Schallabsorption, Absorption elektromagnetischer Strahlung, elektrische Leitfähigkeit, Dichte, Viskosität Wärmeleitfähigkeit, Amplitude einer Oberflächenwelle, Frequenz einer

Oberflächenwelle oder Phase einer Oberflächenwelle bestimmen und anhand eines bestimmten Werts der entsprechenden Medieneigenschaft das Vorliegen eines zumindest teilweise gasförmigen Zustands verifizieren. Das Verifikationsmessgerät kann beispielsweise eine Sendevorrichtung 61 und eine Empfangsvorrichtung 62 zum Aussenden bzw. Empfangen von akustischen Signalen oder elektromagnetischen Signalen aufweisen. Beispielsweise kann ein Ultraschall-Durchflussmessgerät oder ein Coriolis-Durchflussmessgerät die Funktion des Verifikationsmessgeräts übernehmen.

Fig. 2 skizziert ein beispielhaftes Phasendiagramm eines Mediums wie beispielsweise Wasser oder einem Kohlenwasserstoff oder einem Alkohol oder einem Gemisch aus mindestens einem der vorgenannten Stoffe, wobei ein Druck p und eine Temperatur T des Mediums in einem gesättigten Zustand durch eine Sättigungsdampfdruckkurve gegeben sind, welche Sättigungsdampfdruckkurve in einem Druck-Temperatur- Diagramm eine Grenze zwischen einem flüssigen Aggregatzustand und einem gasförmigen Aggregatzustand ist. Würde bei einer Messung des Drucks des Mediums gleichzeitig eine geringere

Temperatur als eine über die Sättigungsdampfdruckkurve erwartete Solltemperatur Ts gemessen werden, kann dies als Vorliegen eines nichtkondensierbaren Anteils im Medium interpretiert werden. Entsprechend kann falls bei einer Messung der

Temperatur gleichzeitig ein höherer Druck als ein erwarteter Solldruck ps vorliegt auch auf das Vorliegen eines nichtkondensierbaren Anteils im Medium interpretiert werden. Bei entsprechender Interpretation kann ein Volumenanteil des nichtkondensierbaren Anteils am Gesamtvolumen bestimmt werden.

Fig. 3 skizziert eine beispielhafte Vorrichtung umfassend ein Durchflussmessgerät 10, eine Temperaturmessvorrichtung 20, eine Druckmessvorrichtung 30, und ein

Verifikationsmessgerät 60, wobei die Vorrichtung mit einer Rohrleitung 50 verbunden ist, welche dazu eingerichtet ist, ein durch die Rohrleitung strömendes Medium zu einem Wärmetauscher zu leiten. Das Durchflussmessgerät weist ein Messrohr 1 1 auf, welches das Medium zur Rohrleitung leitet. Die Temperaturmessvorrichtung 20 und die Druckmessvorrichtung 30 sind dabei am bzw. im Messrohr angeordnet. Eine

elektronische Mess-/Betriebsschaltung 40, welche dazu eingerichtet ist, die

Temperaturmessvorrichtung, die Druckmessvorrichtung, sowie das

Verifikationsmessgerät zu betreiben ist Bestandteil des Durchflussmessgeräts.

Alternativ kann die elektronische Mess-/Betriebsschaltung aber auch eine vom

Durchflussmessgerät losgelöste Schaltung sein. Beispielsweise wie hier gezeigt, kann das Verifikationsmessgerät 60 eine Sendevorrichtung 61 und eine Empfangsvorrichtung 62 für das Senden und Empfangen von akustischen Signalen oder elektromagnetischen Signalen aufweisen, welche am oder im Messrohr angeordnet sind. Im Falle, dass das Durchflussmessgerät ein Ultraschall-Durchflussmessgerät ist, kann das Ultraschall- Durchflussmessgerät die Funktion des Verifikationsmessgeräts übernehmen. Alternativ oder zusätzlich kann die Sendevorrichtung und die Empfangsvorrichtung auch in einem Bereich der Rohrleitung angeordnet sein.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

10 Durchflussmessgerät

1 1 Messrohr

20 T emperaturmessgerät

30 Druckmessgerät

40 elektronische Mess-/Betriebsschaltung 50 Rohrleitung

60 Verifikationsmessgerät

61 Sendevorrichtung

62 Empfangsvorrichtung

70 Wärmetauscher

ps Solldruck

Ts Solltemperatur

100 Verfahren

101 erster Verfahrensschritt

102 zweiter Verfahrensschritt

103 dritter Verfahrensschritt