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Die
Erfindung betrifft ein Neutralisationsverfahren zum Neutralisieren
von Kondensat aus einem Brennwertgerät mit einem Neutralisationsmittel.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Neutralisationsvorrichtung
zum Durchführen des Neutralisationsverfahrens.
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Neutralisationsverfahren
zum Neutralisieren von Kondensaten sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Sie werden in Verbindung mit sogenannten Brennwertgeräten
eingesetzt, bei denen die Verbrennungsabgase bis unter den Taupunkt
abgekühlt werden, um so die enthaltene Kondensationswärme
des Wasserdampfes ausnutzen zu können. In diesem Prozess
entsteht abhängig von dem eingesetzten Brennstoff sowie
den Materialien des Brennwertgerätes oder dessen Abgassystem
mehr oder weniger saures Kondensat, das, bevor es in die Kanalisation abgelassen
wird, neutralisiert werden sollte, um die geltenden Richtlinien
zu erfüllen. Die Neutralisation erfolgt durch Anhebung
des pH-Wertes des Kondensat mittels eines basischen Neutralisationsmittels.
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Eine
gängige Methode zum Neutralisieren des Kondensats besteht
darin, das Kondensat mit einem basischen Granulat in Kontakt zu
bringen, um es so zu neutralisieren.
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Die
DE 102006036727 A1 beschreibt
ein Verfahren, bei dem das Kondensat zunächst Reinigungsprozessen
zum Entfernen von Schwebstoffen und auf ihm schwimmenden Stoffen
unterzogen wird und danach eine Neutralisationskammer mit dem Neutralisationsgranulat
durchfließt. Das so neutralisierte Kondensat fließt
kontinuierlich in die Kanalisation.
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Der
Nachteil solcher Neutralisationsverfahren besteht darin, dass im
Laufe der Zeit die im Kondensat befindlichen Verbrennungsrückstände
die Oberfläche des Neutralisationsgranulates zusetzen, so
dass dessen Wirksamkeit nachlässt. Regelmäßige
Wartungs- bzw. Reinigungsintervalle werden so zwar notwendig, sind
aber nicht vorgesehen. Das Kondensat wird daher nach einer gewissen
Zeit nur noch einem nicht wirksamen Neutralisationsverfahren unterworfen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges
Neutralisationsverfahren zum Neutralisieren von Kondensat aus einem
Brennwertgerät vorzuschlagen, das dennoch eine wirksame Neutralisation
des Kondensats über einen längeren Zeitraum gewährleistet.
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Die
Aufgabe wird durch ein Neutralisationsverfahren mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
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Eine
Neutralisationsvorrichtung zum Durchführen des Neutralisationsverfahrens
ist Gegenstand des Nebenanspruches.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In
einem Neutralisationsverfahren zum Neutralisieren von Kondensat
aus einem Brennwertgerät mit einem Neutralisationsmittel
wird vorzugsweise Flüssigkeit, die in einem Kondensatbehälter
angesammelt worden ist, chargenweise dosiert aus dem Kondensatbehälter
abgegeben, indem immer die gleiche vorbestimmte Chargenmenge abgegeben wird.
Der von dem Brennstoff und dem Material des Brennwertgeräts
abhängige pH-Wert kann z. B. vom Hersteller einer Neutralisationsvorrichtung
vorausberechnet werden und dann kann anhand der festen Chargenmenge
die Menge an Neutralisationsmittel, die pro Charge zuzugeben ist,
vorausberechnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann
bei der Installation des Brennwertgerätes der pH-Wert des
aus dem Brennwertgerät kommenden Kondensats einmalig mittels
eines nur dann eingesetzten pH-Messwertes ermittelt werden. Ist
vorzugsweise vorgesehen, dass immer eine gleiche Menge Kondensat
in die Kanalisation abgegeben wird, kann aus diesem konstanten Volumen
einfach die Menge an Neutralisationsmittel ermittelt werden, die
zum Neutralisieren des Kondensatvolumens benötigt wird.
Erfolgt diese Berechnung beim Hersteller, könnten z. B.
bei Montage oder Wartung Feineinstellungen vorgesehen werden.
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Vorzugsweise
wird daher pro konstanter Chargenmenge an Kondensat eine entsprechend
bestimmte konstante Menge Neutralisationsmittel in den Kondensatbehälter
eingegeben. Die Menge des Neutralisationsmittels, die zum Erreichen
eines gewünschten Neutralisationsgrads der Charge führt, kann,
wie zuvor erwähnt, anhand der vorbestimmten Chargenmenge
und einem vorgegebenen Mindestneutralisationsgrad bestimmt werden.
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Da
das Brennwertgerät in der Regel mit immer dem gleichen
Brennstoff arbeitet, ist der pH-Wert des ausgelassenen Kondensates
in der Regel immer gleich. Daher genügt es, den pH-Wert
des Kondensates einmalig zu bestimmen, und immer die gleiche Menge
Neutralisationsmittel zu der immer gleichen Chargenmenge Kondensat
hinzuzugeben. Eine permanente Überwachung des pH-Wertes
wird somit überflüssig und das Verfahren ist sehr
einfach mit einfachen Steuerungs- und Regelmitteln durchführbar,
die nur wenige mechanische Teile aufweisen und eine hohe Langzeitzuverlässigkeit
bieten.
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Das
Kondensat wird in der Regel ständig aus dem Brennwertgerät
kommend in dem Kondensatbehälter angesammelt. Dadurch hat
das Kondensat eine lange Verweildauer in dem Kondensatbehälter. Gibt
man das Neutralisationsmittel frühzeitig zu, ergibt sich
eine lange Verweildauer zur vollständigen Neutralisation.
Der pH-Wert des Kondensates ist, wie oben erwähnt, von
dem eingesetzten Brennstoff und dem Wärmeüberträgermaterial
abhängig. Da das Brennwertgerät in der Regel immer
den gleichen eingesetzten Brennstoff und das gleiche Wärmeüberträgermaterial
hat, ist es ausreichend, den pH-Wert einmalig, z. B. bei der Herstellung
und/oder Konzeption eines Brennwertgeräts und/oder bei
Montage oder bei Wartungsarbeiten zu bestimmen. Große Variationen
des pH-Wertes wären nur durch den Einsatz von unterschiedlichen
Brennstoffen zu erwarten, was jedoch in der Regel nicht der Fall
ist. Daher kann der pH-Wert über einen längeren
Zeitraum als konstant betrachtet werden, so dass das einfache Dosieren
einer stets gleichen Neutralisationsmittelmenge pro stets gleicher
Abgabemenge zu völlig ausreichenden Ergebnissen führt.
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Vorzugsweise
wird die benötigte Neutralisationsmittelmenge derart eingestellt,
dass der pH-Wert des sauren Kondensats jeder Charge, die in die
Kanalisation abgelassen wird, wenigstens über einen Wert
von pH = 6,5 angehoben wird. Von besonderem Vorteil ist es, wenn
der pH-Wert des ausgelassenen Kondensates einen Wert von pH = 7,5 ± 0,3
beträgt. Der Neutralpunkt einer Probe liegt bei einem pH-Wert von
7,0. Um das Abwasser in der Kanalisation möglichst wenig
zu belasten, ist es von Vorteil, wenn der pH-Wert des ausgelassenen
Kondensats sich um den Neutralpunkt bewegt. Selbst bei großen pH-Wert-Schwankungen
erreicht die Neutralisation bei einem vorgegebenen Wert von pH =
7,5 wenigstens einen Wert über pH = 6,5, so dass auch bei
solchen Schwankungen Vorgaben von Abwasserverbänden stets
erfüllbar sind.
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Vorzugsweise
wird der pH-Wert des Kondensates, das aus dem Brennwertgerät
kommt, wenigstens einmalig bei Inbetriebnahme gemessen. Durch den
gemessenen pH-Wert ist es möglich, die benötigte
Neutralisationsmittelmenge so fein einzustellen, dass das Kondensat,
das in die Kanalisation abgelassen wird, einen pH-Wert um den Neutralisationspunkt aufweist.
Vorzugsweise wird der pH-Wert des Kondensats auch bei Wartungsarbeiten
gemessen, um so betriebsbedingte Abweichungen der benötigten Neutralisationsmittelmenge
ausgleichen zu können.
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Vorteilhaft
kann aus dem bestimmten pH-Wert des Kondensates, der bei der Konzeption
einer Neutralisationsvorrichtung und/oder eines Brennwertgeräts
und/oder deren Inbetriebnahme oder bei Wartungsarbeiten gemessen
wird, die Neutralisationsmittelmenge bestimmt werden, da die zu
neutralisierende Chargenmenge des Kondensates bekannt ist. Die Größen,
die zur Bestimmung der Neutralisationsmittelmenge einfließen,
sind das Volumen des Kondensates, der pH-Wert des Kondensates, die
Basizität des Neutralisationsmittels und der gewünschte Neutralisationsgrad.
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Vorteilhaft
setzt ein Kennfeld die ermittelten pH-Werte des Kondensates mit
der Neutralisationsmittelmenge in Abhängigkeit, indem es
sich der oben genannten Größen bedient. Daraus
kann das Kennfeld die benötigte Neutralisationsmenge zum
Neutralisieren der vorbestimmten Chargenmenge des Kondensates ermitteln.
Ein solches Kennfeld kann leicht durch einfache Versuche empirisch
oder durch Berechnungen und Simulationsberechnungen erstellt werden.
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Vorzugsweise
wird die Neutralisationsmittelmenge nach der Formel VN =
VG·(f/1 + f) berechnet. Dabei ist
VN die Menge des Neutralisationsmittels,
VG die Summe aus der Kondensat- und der
Neutralisationsmenge und f ein z. B. empirisch ermittelter Faktor, der
sich aus den pH-Werten des Neutralisationsmittels und des Kondensats
sowie dem gewünschten Neutralisationsgrad ergibt. Durch
diese Formel kann die für die Chargenmenge benötigte
Neutralisationsmenge VN mit allen anderen,
bei der Inbetriebnahme des Brennwertgerätes oder seiner
Wartung ermittelten Größen in Abhängigkeit
gesetzt werden.
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Vorzugsweise
wird das Neutralisationsmittel in fließfähiger
Form in den Kondensatbehälter eingebracht. Besonders bevorzugt
ist dabei ein flüssiges Neutralisationsmittel. Liegt das
Neutralisationsmittel in einer fließfähigen Form
vor, ist es besonders einfach, es zum Einbringen in den Kondensatbehälter
zu dosieren. Besonders bevorzugt ist ein flüssiges Neutralisationsmittel,
da es sich durch Diffusion leicht mit dem Kondensat vermischt und
dieses dann wirksam neutralisieren kann. Von Vorteil ist es, wenn
das Neutralisationsmittel bei der Neutralisation mit dem Kondensat
leicht lösliche Salze bildet. Diese liegen dann gelöst
in der neutralisierten Flüssigkeit vor und werden mit in
die Kanalisation abgegeben. Dadurch wird ein Zusetzen des Kondensatbehälters
im Laufe der Zeit vermieden.
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Vorzugsweise
wird das Neutralisationsmittel mittels einer automatisch gesteuerten
Einbringeinrichtung aus einem Vorratsbehälter in den Kondensatbehälter eingebracht.
Ist die Einbringeinrichtung automatisch gesteuert, wird vorteilhaft
immer die richtige Menge Neutralisationsmittel in den Kondensatbehälter
eingebracht. Um das Brennwertgerät über einen
längeren Zeitraum ohne Wartung betreiben zu können,
ist es von Vorteil, wenn das Neutralisationsmittel in einem Vorratsbehälter
gespeichert wird und damit über einen längeren
Zeitraum zur Verfügung steht.
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Vorzugsweise
wird das Neutralisationsmittel in den Kondensatbehälter
gepumpt. Damit ist die Position des Vorratsbehälters im
Verhältnis zum Kondensatbehälter unabhängig.
Der Vorratsbehälter kann so vorzugsweise platzsparend neben
dem Kondensatbehälter angeordnet werden, und dennoch kann
das Neutralisationsmittel in den Kondensatbehälter überführt
werden.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Neutralisationsmittelmenge,
die in den Kondensatbehälter eingebracht wird, mittels
eines Dosierventils und/oder einer Dosierpumpe geregelt. Durch das
Dosieren der Neutralisationsmittelmenge wird vorteilhaft immer die
gleiche und richtige Menge an Neutralisationsmittel zum Neutralisieren
der vorbestimmten Chargenmenge des Kondensates in den Kondensatbehälter
eingebracht.
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Vorteilhaft
wird direkt nach dem Abgeben der eingesammelten Flüssigkeit
aus dem Kondensatbehälter in die Kanalisation die gesamte
Neutralisationsmenge in den Kondensatbehälter eingebracht. Damit
liegt das Neutralisationsmittel bereits in dem Kondensatbehälter
vor, wenn das Kondensat aus dem Brennwertgerät in den Kondensatbehälter
einfließt. Dies ist insofern von Vorteil, da somit das
Neutralisationsmittel eine genügend lange Kontaktdauer mit
dem Kondensat hat und dieses so vollständig neutralisieren
kann, und andererseits die Durchmischung des Neutralisationsmittels
mit dem Kondensat verbessert wird. Kondensat fließt ständig
nach, so dass eine ständige Bewegung der angesammelten Flüssigkeit
ohne weitere Hilfsmittel, rein durch das nachfließende
Kondensat, erreichbar ist.
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Von
Vorteil ist es, wenn das neutralisierte Kondensat aus dem Kondensatbehälter
ausgepumpt wird. Damit kann der Kondensatbehälter vorzugsweise
vollständiger geleert werden, als dies bei einem Verfahren
der Fall ist, das sich die Schwerkraft zunutze macht. Eine vollständige
Leerung des Kondensatbehälters ist insofern von Vorteil,
dass Abweichungen des pH-Wertes des neutralisierten Kondensates durch
verbleibendes neutralisiertes Kondensat der vorgehenden Charge,
das eine verdünnende Wirkung hat, vermieden werden können.
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Vorteilhaft
wird das neutralisierte Kondensat einfach und bequem einer öffentlichen
Abwasserentsorgung zugeführt. Dies ist möglich,
da das Kondensat nach der Neutralisation einen pH-Wert um den Neutralpunkt
aufweist, und so besonders einfach in öffentlichen Anlagen
aufbereitet werden kann.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung wird ein maximaler Füllstand
des Kondensatbehälters festgestellt. Vorzugsweise ist die
Neutralisationsmittelmenge genau auf eine bestimmte Chargenmenge
des Kondensates ausgelegt. Daher ist es von Vorteil, wenn der maximale
Füllstand, der anzeigt, dass die vorbestimmte Chargenmenge
vorliegt, in dem Kondensatbehälter festgestellt werden
kann.
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Vorzugsweise
wird bei Vorlage des maximalen Füllstandes ein Abgeben
der angesammelten Flüssigkeit in die Kanalisation eingeleitet.
Bei dem maximalen Füllstand ist davon auszugehen, dass,
da das Neutralisationsmittel bereits vor Einfließen des Kondensates
in den Kondensatbehälter vorliegt, das Kondensat bereits
neutralisiert ist. Daher kann es vorzugsweise direkt bei Vorliegen
des maximalen Füllstandes, der die vorbestimmte Chargenmenge anzeigt,
abgegeben werden.
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Von
Vorteil ist es, wenn ein minimaler Füllstand in dem Kondensatbehälter
ebenfalls festgestellt werden kann. Dadurch ist es möglich,
zu bestimmen, wann der Kondensatbehälter so weit geleert
ist, dass das Neutralisationsmittel darin eingefüllt werden
kann. Liegt noch zu viel neutralisiertes Kondensat in dem Kondensatbehälter
vor, wenn das Neutralisationsmittel einfließt, wird dieses
verdünnt und weist nicht mehr die gewünschte Neutralisationsfähigkeit
auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung wird dann, wenn der minimale Füllstand
vorliegt, das Abgeben des Kondensats beendet. Dadurch verbleibt
noch etwas Flüssigkeit in dem Kondensatbehälter,
so dass dann zugesetztes Neutralisationsmittel besser verteilbar
ist und die Bildung von Ablagerungen in dem Kondensatbehälter
verringert ist.
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In
besonders bevorzugter Ausgestaltung wird das Brennwertgerät
abgeschaltet, wenn innerhalb einer vorbestimmten Zeit nach Einleiten
des Abgebens immer noch ein maximaler Füllstand festgestellt
wird bzw. immer noch kein minimaler Füllstand festgestellt
wird. Ist dies nach einer vorbestimmten Zeit der Fall, ist davon
auszugehen, dass ein zum Durchführen des Neutralisationsverfahrens
vorgesehenes Bauteil nicht richtig funktioniert oder sonst etwas
nicht stimmen kann. Daher ist es von Vorteil, wenn das Brennwertgerät
abgeschaltet wird. So kann kein weiteres saures Kondensat entstehen
und in den Kondensatbehälter einfließen, wodurch
ein Überlaufen desselben verhindert wird. Der Benutzer wird
durch das außerplanmäßige Abschalten
des Brennwertgerätes alarmiert und kann Gegenmaßnahmen
ergreifen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Neutralisationsvorrichtung
zum Durchführen des Verfahrens vorgesehen, die einen Kondensatbehälter
zum Sammeln von Kondensat aus dem Brennwertgerät aufweist.
Durch das Sammeln des Kondensates ist es vorteilhaft möglich,
immer dieselbe Kondensatmenge zum Neutralisieren vorliegen zu haben.
Die Neutralisationsvorrichtung weist weiter vorzugsweise eine Auslasseinrichtung
zum chargenweise Abgeben von Flüssigkeit aus dem Kondensatbehälter
auf, die zum Abgeben einer gleichen vorbestimmten Chargenmenge ausgebildet
ist. Wie bereits oben erläutert, ist es von Vorteil, wenn immer
die gleiche vorbestimmte Chargenmenge abgegeben wird, da es so einfach
möglich ist, die benötigte Neutralisationsmittelmenge
zu bestimmen.
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Weiter
vorzugsweise weist die Neutralisationsvorrichtung eine Einbringeinrichtung
zum Einbringen des Neutralisationsmittels in den Kondensatbehälter
auf, wobei die Einbringeinrichtung eine Dosiereinrichtung zum Dosieren
der Neutralisationsmittelmenge aufweist. Vorteilhaft kann die Dosiereinrichtung
immer die richtige Neutralisationsmittelmenge zur vorbestimmten
Chargenmenge einbringen.
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Die
Dosiereinrichtung kann vom Hersteller voreingestellt sein und/oder
einstellbar sein, insbesondere um eine Feineinstellung zu ermöglichen.
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In
besonderer Ausgestaltung ist die Dosiereinrichtung der Neutralisationsvorrichtung
zum Dosieren einer stets gleichen Neutralisationsmenge unabhängig
von dem tatsächlich in dem Kondensatbehälter aktuell
vorherrschenden pH-Wert ausgebildet. Dadurch, dass vorzugsweise
immer die gleiche vorbestimmte Chargenmenge in die Kanalisation
abgegeben wird, kann die Neutralisationsmittelmenge einmalig bestimmt
werden. Die Dosiereinrichtung muss vorteilhaft lediglich nur so
ausgebildet werden, dass sie die stets gleiche Neutralisationsmittelmenge
in den Kondensatbehälter abgeben kann. Eine weitere Anpassung
auf den vorherrschenden pH-Wert des Kondensates ist nicht nötig.
Dadurch ist die Neutralisationsvorrichtung besonders einfach und
kostengünstig gestaltet, da keine aufwändigen
und teuren und störanfälligen pH-Wert-Messgeräte
zum Betrieb der Vorrichtung benötigt werden.
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Vorteilhaft
ist die Dosiereinrichtung so einstellbar, dass sie immer die stets
gleiche Neutralisationsmenge einstellen kann. Damit gibt die Dosiereinrichtung
vorteilhaft jedes Mal, wenn sie eine Dosis Neutralisationsmittel
in den Kondensatbehälter einleitet, die gleiche Menge in
den Kondensatbehälter ab. Dies ist von Vorteil, da so die
vorbestimmte Chargenmenge an Kondensat jedes Mal zum Neutralpunkt
gebracht werden kann.
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Vorteilhaft
weist die Dosiereinrichtung ein Kennfeld zum Ermitteln der Neutralisationsmittelmenge
auf, das pH-Werte des Kondensats mit Neutralisationsmittelmengen
in Abhängigkeit setzt. In einem solchen Kennfeld können
Größen wie die Volumina des Neutralisationsmittels
und des Kondensates sowie der pH-Wert des Kondensates einfach verarbeitet
werden. Somit ist es vorteilhaft möglich, den ermittelten
pH-Wert des Kondensates und/oder die Größe des
eingesetzten Kondensatbehälters und/oder die eingestellte
Chargenmenge direkt mit der benötigten Neutralisationsmittelmenge
in Abhängigkeit zu setzen.
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Vorzugsweise
weist die Einbringeinrichtung einen Vorratsbehälter zum
Speichern des Neutralisationsmittels auf, der mit dem Kondensatbehälter
verbunden ist. Damit kann das Neutralisationsverfahren über
einen längeren Zeitraum durchgeführt werden, da
für mehrere Neutralisationsvorgänge genügend Neutralisationsmittel
zur Verfügung steht. Von besonderem Vorteil ist es, wenn
das Neutralisationsmittel in dem Vorratsbehälter eine fließfähige
Form, insbesondere eine flüssige Form aufweist. Damit ist
es besonders einfach, das Neutralisationsmittel dosiert von dem
Vorratsbehälter in den Kondensatbehälter einzubringen.
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Vorteilhaft
weist die Dosiereinrichtung eine Dosierpumpe zum Pumpen des Neutralisationsmittels
und/oder ein Dosierventil zum Regeln der in den Kondensatbehälter
einzulassenden Neutralisationsmittelmenge auf. Damit kann vorteilhaft
die Menge des Neutralisationsmittels, die zuvor bestimmt worden
ist, bei jedem Einlass geregelt werden. Es wird damit jedes Mal
die richtige, immer gleiche Neutralisationsmittelmenge in den Kondensatbehälter
eingelassen.
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Die
Auslasseinrichtung weist vorzugsweise eine Kondensatpumpe zum Pumpen
des neutralisierten Kondensates und/oder ein signalgesteuertes Auslassventil
zum Auslassen der Chargenmenge auf. Damit wird vorteilhaft immer
die gleiche Menge neutralisierten Kondensats kontrolliert z. B.
in die Kanalisation abgelassen und das Kondensat kann kontrollierter
aus dem Kondensatbehälter ausgebracht werden, als dies
der Fall wäre, wenn der Auslass sich die Schwerkraft zunutze
macht.
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Vorteilhaft
ist eine Steuerungseinrichtung zum Steuern der Auslasseinrichtung
und/oder der Einbringeinrichtung vorgesehen. Mit einer solchen Steuerungseinrichtung
kann geregelt werden, wann die Auslasseinrichtung aktiviert wird
und/oder wann die Einbringeinrichtung aktiviert wird. Damit lässt
sich genau die vorbestimmte Chargenmenge des Kondensates z. B. in
die Kanalisation ablassen und das Neutralisationsmittel kann z.
B. direkt nach dem über die Auslasseinrichtung erfolgten
Ablassen der Chargenmenge über die Einbringeinrichtung
in den Kondensatbehälter eingebracht werden.
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Vorteilhaft
ist ein Füllstandssensor in der Neutralisationsvorrichtung
vorgesehen, der einen maximalen Füllstand in dem Kondensatbehälter
feststellen kann. Durch dieses Feststellen ist es möglich, genau
den Zeitpunkt zu bestimmen, wann die vorbestimmte Chargenmenge des
Kondensats in dem Kondensatbehälter vorliegt.
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Da
vorzugsweise die Steuerungseinrichtung zum Empfangen von Signalen
von dem ersten Füllstandssensor ausgebildet ist, kann sie
bei Feststellen des maximalen Füllstandes durch den Füllstandssensor
die Auslasseinrichtung einschalten, um die angesammelte Flüssigkeit
in dem Kondensatbehälter abzugeben. Durch das Zusammenspiel
des Füllstandssensors mit der Steuerungseinrichtung wird vorteilhaft
immer die gleiche vorbestimmte Chargenmenge aus dem Kondensatbehälter
abgegeben.
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Für
den Fall, dass innerhalb einer vorgegebenen Zeit nach dem Einschalten
der Auslasseinrichtung ein maximaler Füllstand weiter vorliegt,
ist die Steuerungseinrichtung vorzugsweise derart ausgebildet, dass
sie dann eine Fehlermeldung abgibt und/oder das Brennwertgerät
abschaltet. Durch eine solche vorteilhafte Ausgestaltung wird verhindert, dass
der Kondensatbehälter überläuft. Ist
das Brennwertgerät abgeschaltet, kann kein neues Kondensat entstehen
und in den Kondensatbehälter einlaufen. Der maximale Füllstand
wird so nicht überschritten. Gibt die Steuerungseinrichtung
zusätzlich eine Fehlermeldung ab, kann vorteilhaft eine
Wartung bzw. Reparatur des fehlerhaften Bauteiles eingeleitet werden.
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Ein
zweiter Füllstandssensor ist vorteilhaft vorgesehen, um
einen minimalen Füllstand in dem Kondensatbehälter
festzustellen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Steuerungseinrichtung zum
Empfangen von Signalen von dem zweiten Füllstandssensor
ausgebildet ist, um beim Feststellen des minimalen Füllstandes
die Auslasseinrichtung abzuschalten. Damit wird die Abgabe des Kondensates
aus dem Kondensatbehälter gestoppt.
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Weiter
vorteilhaft ist die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet, dass
sie die Einbringeinrichtung zum Einbringen der vorgegebenen Neutralisationsmittelmenge
zwischen zwei Chargenmengenabgaben schaltet. Durch eine solche Schaltung
kann das Neutralisationsmittel vorteilhaft genau zu einem solchen
Zeitpunkt in den Kondensatbehälter eingebracht werden,
dass es mit dem Kondensat in Kontakt kommt und dieses neutralisieren
kann.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die Steuerungseinrichtung derart
ausgebildet ist, dass sie die Einbringeinrichtung in unmittelbarem
Anschluss an ein Ausschalten der Auslasseinrichtung schaltet. Somit
wird das Neutralisationsmittel direkt nach dem Auslassen der Chargenmenge
des neutralisierten Kondensates eingebracht. Saures Kondensat aus
dem Brennwertgerät ist dadurch relativ lange mit dem Neutralisationsmittel
in Kontakt. Außerdem ist die Durchmischung des Neutralisationsmittels
und des sauren Kondensates erleichtert, wenn das Neutralisationsmittel
bereits vor Einfließen des sauren Kondensates in den Kondensatbehälter
vorliegt.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Darin zeigt:
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1 eine
Neutralisationsvorrichtung zum Durchführen eines Neutralisationsverfahrens
zum Neutralisieren von Kondensat aus einem Brennwertgerät;
und
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In 1 ist
eine Neutralisationsvorrichtung 8 mit einem Kondensatbehälter 10 gezeigt,
der über ein Ableitrohr 12 mit einem Abgasauslass 14 des Brennwertgerätes 16 verbunden
ist. Über das Ableitrohr 12 fließt Kondensat 18 während
des Betriebes des Brennwertgerätes 16 kontinuierlich
in den Kondensatbehälter 10 ein.
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In
den Kondensatbehälter 10 mündet über eine
Einbringeinrichtung 20, mittels der Neutralisationsmittel 24 aus
einem Vorratsbehälter 22 in den Kondensatbehälter 10 einleitbar
ist.
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Die
Einbringeinrichtung 20 weist eine Dosiereinrichtung 26 zum
Dosieren einer in den Kondensatbehälter 10 einzubringenden
Neutralisationsmenge auf.
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Über
diese Dosiereinrichtung 26 kann eine Dosis einer stets
gleichen Neutralisationsmittelmenge, die in den Kondensatbehälter 10 eingebracht wird,
eingestellt werden.
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Die
Dosiereinrichtung 26 weist ein Kennfeld 28 auf,
das pH-Werte des Kondensats 18 und/oder Chargenmengen an
Kondensat 18 mit Neutralisationsmittelmengen in Abhängigkeit
setzt. Die Dosiereinrichtung 26 umfasst eine Neutralisationsmittelpumpe 30,
die als Dosierpumpe 32 ausgebildet ist, zum Pumpen des
Neutralisationsmittels 24 und ein Dosierventil 34 zum
Regeln der in den Kondensatbehälter 10 einzulassenden
Neutralisationsmittelmenge. Die Neutralisationsmittelpumpe 30 pumpt
das Neutralisationsmittel 24 aus dem Vorratsbehälter 22 in
ein Einbringrohr 36, das durch das Dosierventil 34 geöffnet
und verschlossen werden kann. Bei geöffneten Dosierventil 34 wird
die entsprechend dosierte Neutralisationsmittelmenge in den Kondensatbehälter 10 eingebracht.
Hierzu liegt das Neutralisationsmittel 24 als fließfähiges
Neutralisationsmittel, nämlich im flüssigen Aggregatzustand,
vor.
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Weiter
weist der Kondensatbehälter 10 eine Auslasseinrichtung 40 zum
Auslassen von neutralisiertem Kondensat 18 in eine öffentliche
Abwasserentsorgung 42, d. h. insbesondere in eine Abwasserkanalisation,
auf.
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Die
Auslasseinrichtung 40 umfasst eine Kondensatpumpe 44 zum
Pumpen des neutralisierten Kondensats 18 und ein Auslassventil 46,
das ein Auslassrohr 48 öffnen und verschließen
kann. Durch diese Auslasseinrichtung 40 wird das neutralisierte Kondensat 18 über
das Auslassrohr 48 in die Abwasserentsorgung 42 eingebracht.
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Weiter
weist der Kondensatbehälter 10 einen ersten Füllstandssensor 50 und
einen zweiten Füllstandssensor 52 auf. Der erste
Füllstandssensor 50 ist dazu ausgebildet, das
Vorliegen eines maximalen Füllstandes 54 (= Fmax) festzustellen, während der zweite
Füllstandssensor 52 dazu vorgesehen ist, einen
minimalen Füllstand 56 (= Fmin)
festzustellen.
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Zum
Steuern der Neutralisationsvorrichtung 8 ist eine Steuerungseinrichtung 60 vorgesehen.
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Die
Steuerungseinrichtung 60 ist mit dem ersten Füllstandssensor 50 und
dem zweiten Füllstandssensor 52, sowie mit der
Einbringeinrichtung 20 und der Auslasseinrichtung 40 verbunden.
Weiter ist die Steuerungseinrichtung 60 auch mit einem
Abschaltkontakt 62 an dem Brennwertgerät 16 verbunden.
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Die
Steuerungseinrichtung 60 steuert die Einbringeinrichtung 20 und
weist als Teil der Dosiereinrichtung 26 auch das oben genannte
Kennfeld 28 sowie eine Einstelleinrichtung 64 zur
Feineinstellung der Neutralisationsmittelmenge auf.
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Im
Folgenden wird ein mit der Neutralisationsvorrichtung durchführbares
Neutralisationsverfahren beschrieben.
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Liegt
der maximale Füllstand 54 in dem Kondensatbehälter 10 vor,
wird die Auslasseinrichtung 40 aktiviert, bis der zweite
Füllstandssensor 52 einen minimalen Füllstand 56 feststellt.
Bei Feststellen des minimalen Füllstandes 56 wird
die Auslasseinrichtung 40 deaktiviert und die Einbringeinrichtung 20 zum
Einbringen des Neutralisationsmittels 24 gestartet.
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So
liegt in dem Kondensatbehälter 10 zunächst
Neutralisationsmittel 24 vor, in das das Kondensat 18 aus
dem Brennwertgerät 16 einfließt. Die beiden
Flüssigkeiten vermischen sich leicht und stehen lange genug
in Kontakt miteinander, damit das Kondensat 18 vollständig
neutralisiert wird.
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Dies
wird durch die die Steuerungseinrichtung 60 gesteuert,
wie dies im Folgenden näher beschreiben wird.
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Gibt
der erste Füllstandssensor 50 ein Signal an die
Steuerungseinrichtung 60, das besagt, dass der Füllstand
(= F) größer als der maximale Füllstand 54 Fmax ist, gibt die Steuereinrichtung 60 das
Signal an die Auslasseinrichtung 40 weiter und schaltet
diese an.
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Nach
einer vorbestimmten Zeit t1 kann der erste
Füllstandssensor 50 zwei Signale ausgeben.
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Gibt
er an die Steuerungseinrichtung 60 das Signal F ≥ Fmax aus, bedeutet dies, dass sich der maximale
Füllstand 54 in dem Kondensatbehälter 10 nicht
verringert hat. Dies nimmt die Steuereinrichtung 60 zum
Anlass, das Brennwertgerät 16 durch Aktivierung
des Abschaltkontakts 62 auszuschalten und gleichzeitig
ein Fehlersignal auszugeben, das eine Wartung bzw. Reparatur veranlasst.
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Gibt
der erste Füllstandssensor 50 dagegen das Signal
F < Fmax an
die Steuerungseinrichtung 60 aus, bedeutet dies, dass der
Füllstand F in dem Kondensatbehälter 10 unter
den maximalen Füllstand 54 abgesunken ist.
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Erhält
die Steuerungseinrichtung 60 dann nach einer vorbestimmten
Zeit t = t2, die anhand üblicher
Zeiten zum Abgeben der zwischen den Füllständen
Fmax und Fmin befindlichen
Chargenmenge an neutralisiertem Kondensat zuzüglich einer
Toleranzzeit bestimmt ist, von dem zweiten Füllstandssensor 52 das
Signal F > Fmin, bedeutet dies, dass die Leistung der
Auslasseinrichtung 40 nicht genügend groß war,
um in der vorbestimmten Zeit t2 den Kondensatbehälter 10 bis
zum vorbestimmten minimalen Füllstand 56 zu leeren.
Dies nimmt die Steuerungseinrichtung 60 zum Anlass, das
Brennwertgerät 16 auszuschalten und ein Fehlersignal
zur Reparatur oder Wartung auszugeben.
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Erhält
die Steuerungseinrichtung 60 jedoch von dem zweiten Füllstandssensor 52 das
Signal, dass F ≤ Fmin ist, so nimmt
dies die Steuerungseinrichtung 60 zum Anlass, die Auslasseinrichtung 40 auszuschalten
und gleichzeitig die Einbringeinrichtung 20 einzuschalten.
Damit wird der Kondensatbehälter 10 verschlossen
und die vorbestimmte Menge an Neutralisationsmittel 24 in
den Kondensatbehälter 10 eingebracht. Ist die
vorbestimmte Menge an Neutralisationsmittel 24 in den Kondensatbehälter 10 eingebracht,
schaltet die Steuerungseinrichtung 60 die Einbringeinrichtung 20 wieder
ab. Kondensat 18, das aus dem Brennwertgerät 16 in
den Kondensatbehälter 10 einfließt, wird
so effektiv neutralisiert.
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Im
Folgenden werden Aufbau und Funktion der Neutralisationsvorrichtung
sowie das Neutralisationsverfahren mit ihren Vorteilen noch einmal
zusammenfassend erläutert:
Um die oben beschriebenen
Nachteile bei einer Feststoffneutralisation in Verbindung mit dem
Kondensat 18 aus Brennwertgeräten 16 auszuschließen,
geht die Erfindung gemäß bevorzugter Ausgestaltung
von einer Flüssigneutralisation aus.
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Der
pH-Wert des Kondensats 18 aus Brennwertgeräten 16 ist
in erster Linie vom Brennstoff und Wärmeüberträgermaterial
abhängig. Die üblichen Schwankungen um diesen
Ausgangswert betragen ca. pH = +/–0,2.
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Der
bevorzugte Weg zum Ausführen der Erfindung geht nun von
einer Kammer, dem Kondensatbehälter 10, mit definiertem
Volumen in der Neutralisationsvorrichtung 8 aus, in die
das Kondensat 18 mit bekanntem pH-Wert z. B. aus einem
Brennwertkessel eingeleitet wird. Der Füllstand in der
Kammer wird über zwei Niveauschalter überwacht:
Eine
oben in der Kammer angebrachte Überwachung, der erste Füllstandssensor 50,
steuert eine Kondensatpumpe 44, die für das Abpumpen
des neutralisierten Kondensats 18 verantwortlich ist. Zusätzlich
verhindert dieser erste Füllstandssensor 50 einen Überlauf
des Kondensatbehälters 10 dadurch, dass, wenn über
einen Zeitraum von t1 der Flüssigkeitsstand
nicht wieder unter die Ansprechgrenze des ersten Füllstandssensors 50 gefallen
ist, ein Abschaltkontakt 62 des Brennwertgerätes 16 geschaltet wird.
Ein zweiter Sensor, der zweite Füllstandssensor 52,
der entsprechend tiefer sitzt, schaltet bei Unterschreiten des Pegels
die Kondensatpumpe 44 wieder ab. In direktem Anschluss
pumpt eine Dosierpumpe 32 eine vorausberechnete Menge an
Neutralisationsmittel 24 aus einem Vorratsbehälter 22 in
den oben beschriebenen Kondensatbehälter 10. Durch
die folgende Einströmung von Kondensat 18 aus
dem Brennwertgerät 16 soll mit dem damit verbundenen Mischeffekt
und der langen Verweilzeit der beiden Flüssigkeiten eine
gute Neutralisation erreicht werden.
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Die
Menge des Neutralisationsmittels 24 kann aufgrund des bekannten
pH-Wertes des zu neutralisierenden Volumens vorausberechnet werden.
Durch eine Messung des pH-Wertes bei Inbetriebnahme und Wartung
der Anlage ist über die Einstelleinrichtung 64 eine
Feinjustierung möglich (Einfluss von Brennstoffqualität
und Alterung am Wärmeüberträger). Die
Dosierung sollte dafür sorgen, dass der pH-Wert immer über
pH = 6,5 liegt. Sonstige besondere Anforderungen an die Regelgenauigkeit werden
nicht gestellt, eine Genauigkeit von pH = 7,5 +/– 0,3 ist
ausreichend.
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Der
Volumenstrom des Neutralisationsmittels 24 wird kontinuierlich überwacht.
Hierdurch sind Fehler (z. B. Pumpenverschleiß, Pumpendeffekt, kein
Neutralisationsmittel 24 im Vorratsbehälter 22) erkennbar.
Bei Fehlfunktion der Neutralisationsvorrichtung 8 kann
das Brennwertgerät 16, also z. B. ein Kessel, über
den Abschaltkontakt 62 abgeschaltet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 8
- Neutralisationsvorrichtung
- 10
- Kondensatbehälter
- 12
- Ableitrohr
- 14
- Abgasauslass
- 16
- Brennwertgerät
- 18
- Kondensat
- 20
- Einbringeinrichtung
- 22
- Vorratsbehälter
- 24
- Neutralisationsmittel
- 26
- Dosiereinrichtung
- 28
- Kennfeld
- 30
- Neutralisationsmittelpumpe
- 32
- Dosierpumpe
- 34
- Dosierventil
- 36
- Einbringrohr
- 40
- Auslasseinrichtung
- 42
- Abwasserentsorgung
- 44
- Kondensatpumpe
- 46
- Auslassventil
- 48
- Auslassrohr
- 50
- erster
Füllstandssensor
- 52
- zweiter
Füllstandssensor
- 54
- maximaler
Füllstand
- 56
- minimaler
Füllstand
- 60
- Steuerungseinrichtung
- 62
- Abschaltkontakt
- 64
- Einstelleinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006036727
A1 [0004]