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Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Anlage zur Reinigung von Wässern in Heizungswassernetzen.
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Heizungswassernetze dienen der Bereitstellung von warmem/heißem Wasser für verschiedene Verbraucher. Für einen optimalen Wärmeübergang ist es wichtig, dass sich auf den Wärmeüberträgern keine Ablagerungen bilden. Deshalb kommt als Übertragungsmedium vor allem vollentsalztes Wasser (VE-Wasser) zum Einsatz.
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Zudem wird die Gebrauchsdauer von Warmwasser-Heizungsanlagen wesentlich von der Lebensdauer der hierfür verwendeten metallischen und nichtmetallischen Werkstoffe beeinflusst. Bei Metallen ist diese geprägt vom Aufbau und Erhalt von dünnen Schutzschichten aus Metalloxiden auf den Oberflächen, die die Korrosionsvorgänge hemmen. Diese Schutzschichten können durch chemische und physikalische Vorgänge geschädigt werden, beispielsweise einen zu niederen pH-Wert, zu viel Sauerstoff, einen zu hohen Salzgehalt etc. Die VDI-Richtlinie 2035, Blatt 2 beschreibt umfangreich viele mögliche Korrosionseffekte und -einflüsse für die Entstehung und Vermeidung von Korrosionsschäden in Warmwasser-Heizungsanlagen.
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Während des Betriebes kann es zu Verunreinigungen des Heizungswassers kommen, so dass die Heizungswassernetze von Zeit zu Zeit gewartet werden müssen. Eine Beseitigung der Verunreinigungen ist durch Entleeren des Heizkreislaufes, Spülung und ordnungsgemäßes Wiederbefüllen mit neuem Medium, insbesondere VE-Wasser, möglich. Dies ist mit hohen Kosten und langen Standzeiten verbunden und in der kalten Jahreszeit in der Regel nicht durchführbar.
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Darüber hinaus kann auch ein Teil des alten Heizungswassers abgelassen und durch einen Anteil von neuem Heizungswasser ersetzt werden. Durch unsachgemäßes Nachspeisen können allerdings hohe Härtegrade und ein hoher Luftgehalt im Heizungswasser verursacht werden.
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Zudem versuchen die Installateure häufig vor Ort, das eine oder andere Problem des Heizungswassers durch Zugabe von Chemikalien, Einsatz spezieller Patronen etc. zu beheben. So wird teilweise Natriumhydroxid in die Anlage zudosiert, um den in der VDI-Richtlinie 2035 empfohlenen pH-Wert auf mindestens 8,2, optimal 8,5 bis 9,5, für Eisenwerkstoffe anzuheben. Die Zugabe von Natriumhydroxid kann allerdings zu starken Ablagerungen und auch zum Zuwachsen/Verstopfen der Pumpen führen.
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Bei der Wartung solcher Anlagen zeigt sich in der Praxis, dass die Heizungswässer teilweise hohe Schlamm- und Salzgehalte aufweisen und somit den Anforderungen der VDI-Richtlinie 2035 nicht genügen.
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Die
DE 699 37 205 T2 lehrt eine Anlage zum Reinigen von Waschwasser aus der Herstellung von aromatischen Säuren mit einer Filtervorrichtung, einer Enthärtungsvorrichtung und einer Vorrichtung zur physikalischen Reinigung. Die
DE 10 2010 043 662 A1 lehrt eine Brauereiabwasseraufbereitungsanlage und die
DE 10 2010 048 616 A1 einen Umkehrosmose-Enthärter. Aus der
EP 2 586 519 A1 ist eine Anlage zur Aufarbeitung von belastetem Abwasser aus der Produktion von Pflanzenschutzmitteln bekannt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine umweltfreundliche, einfache und kostengünstige Entfernung von Verunreinigungen im Heizungswassernetz zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch die Verwendung der Anlage zur Aufbereitung für Wässer aus Heizungswassernetzen gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die Anlage zur Aufbereitung von Wässern aus Heizungswassernetzen ist eine mobile Anlage, die an der Heizungsanlage oder dem Fernwärmenetz anschließbar ist und eine Filtervorrichtung mit einem hydrophoben, faserförmigen Filtermaterial, eine Enthärtungsvorrichtung und eine Vorrichtung zur physikalischen Reinigung aufweist.
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Dadurch, dass die Anlage mobil ist, kann sie beispielsweise auf einem Anhänger an den jeweiligen Standort des zu wartenden Heizungswassernetzes gefahren werden. Nach dem Anschluss der Anlage an das Heizungswassernetz wird das zu reinigende Wasser zunächst gefiltert, und zwar in einer Filtervorrichtung, die als Filtermaterial ein faserförmiges, hydrophobes Filtermaterial umfasst, das vorzugsweise in Form einer Vielzahl von Bäuschen vorliegt. Die Filterstufe dient zur Entfernung von partikulären Verunreinigungen (Heizschlamm) aus dem Heizkreislaufwasser. Das filtrierte Wasser wird dann in einer Enthärtungsvorrichtung enthärtet, anschließend einer physikalischen Reinigung, beispielsweise in einer Umkehrosmosevorrichtung, unterzogen und dann wieder in das Heizungswassernetz eingespeist.
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Hierbei dienen die Enthärtungsvorrichtung zur Entfernung härtebildender Ionen und zum Schutz der nachfolgenden Umkehrosmosevorrichtung und die Umkehrosmosevorrichtung zur Vollentsalzung des Heizkreislaufwassers. Am Ende der Aufbereitung erhält man sauerstoffarmes und vollentsalztes Wasser als Produkt, das den Anforderungen an die Qualität des Heizkreislaufwassers gemäß Arbeitsblatt FW 510 des AGFW entspricht.
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Die Aufbereitung des Heizungswassers mit der Anlage kann während des Betriebs der Heizungs- oder Fernwärmeanlage im Rahmen einer Bypass-Reinigung und -Sanierung erfolgen, das Heizungswassernetz muss zur Reinigung nicht abgeschaltet oder entleert werden. Die Aufbereitung erfolgt somit mittels Teilstromentnahme sukzessive im laufenden Betrieb des Heizungswassernetzes. Die Anlage funktioniert teilautomatisch und ist bei allen Witterungsverhältnissen einsatzfähig.
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Mit der Anlage ist es dem Kunden somit möglich, seinen Heizkreislauf ohne Anlagenstillstand von Verunreinigungen zu befreien und gleichzeitig wieder mit Prozesswasser zu speisen, das den Anforderungen des AGFW und des VDI entspricht. Die Anlage dient somit zur Schadensvermeidung und zur Sanierung von Heizkreisläufen bei laufendem Betrieb.
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Die Filtervorrichtung und die Enthärtungsvorrichtung sollten beide rückspülbar sein, um die Anlage auch in einem Regenerier- oder Rückspülmodus zu betreiben. Werden zusätzlich noch Sensoren und Messgeräte vorgesehen, um den Betriebszustand der Filtervorrichtung und der Enthärtungsvorrichtung zu bestimmen, so kann die Anlage kostengünstig automatisch im Dauerbetrieb betrieben werden.
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Die in der Filtervorrichtung verwendeten faserförmigen, hydrophoben Filtermaterialien zeichnen sich durch eine sehr geringe Dichte von vorzugsweise weniger als 0,1 g/cm3 und besonders bevorzugt weniger als 0,05 g/cm3 aus und saugen sich aufgrund ihrer Hydrophobie auch nicht mit Wasser voll, so dass nach Beendigung des Filtrationsvorgangs das Filtermaterial im Wesentlichen wieder sein ursprüngliches geringes Gewicht aufweist und somit gut zu transportieren ist.
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Dadurch, dass das Filtermaterial in Form einer Vielzahl von Bäuschen, die Wattebäuschen ähnlich sind, vorliegt, die eine gewisse Elastizität und im Allgemeinen etwa die Größe eines Tischtennis- oder Tennisballs aufweisen können, lässt sich das Filtermaterial gut mit inkompressiblen und/oder kompressiblen Medien wie Druckluft und/oder Wasser rückspülen. Die Bäusche können auch nicht aus dem Filterbehälter herausgespült werden, da sich ober- und unterhalb des Filtermaterials in dem Filterbehälter Trennböden mit Öffnungen befinden, deren Durchmesser kleiner als der der Bäusche ist.
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Somit weist die gesamte Filtervorrichtung, die zur Reinigung von etwa 8400l/h ausgelegt ist, ein so geringes Gewicht auf, so dass sie beispielsweise auf einem Anhänger transportiert werden kann.
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Die Verwendung der sonst üblichen Sandfilter zur Reinigung der Heizungswässer wäre aufgrund des großen Gewichts eines solchen Sandfilters, der weiteren Gewichtszunahme des feuchten Sandes und der Trägheit der Sandpartikel in mobilen Anlagen kaum möglich.
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Vorzugsweise weist die Filtervorrichtung eine Druckdifferenzmessung und einen Trübungssensor o.Ä. auf. Wird eine Verschlackung festgestellt, so wird die Filtervorrichtung im Reinigungsmodus betrieben und mit Frischwasser und/oder Druckluft rückgespült.
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In einer bevorzugten Variante wird das zu reinigende Heizungswasser der Filtervorrichtung von unten zugeführt und der Filtervorrichtung oben entnommen. Die Regenerierung erfolgt in umgekehrter Richtung, nämlich von oben nach unten.
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Um eine Beschädigung der einzelnen Geräte der Anlage zu vermeiden, wird nicht nur in der Filtervorrichtung Schlamm, Salz etc. herausgefiltert, sondern nach Austritt des Filtrats aus der Filtervorrichtung auch die Temperatur des aufzubereitenden Wassers mit einer Wärmetauschervorrichtung, insbesondere einem Plattenwärmetauscher, eingestellt, wobei die maximale Betriebstemperatur bei 40°C liegt, geregelt wird auf 35°C.
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Weiterhin umfasst die Heizungswasseraufbereitungsanlage eine Enthärtungsvorrichtung. In einer bevorzugten Variante umfasst die Enthärtungsvorrichtung zwei parallel geschaltete Kammern, so dass jeweils immer mit einer Kammer enthärtet und die andere Kammer währenddessen rückgespült und regeneriert werden kann. Vorzugsweise ist an der Enthärtungsvorrichtung ein Gerät zur Messung der Erschöpfung des Enthärters, insbesondere ein Härtesensor, der der Enthärterkammer nachgeordnet ist und das Weichwasser überprüft. Bei Härtedurchbruch (unzureichender Enthärtung oder Aussetzen der Enthärtung) wird Meldung gegeben, dass die Enthärtungsvorrichtung überprüft werden muss. Die Enthärtungsvorrichtung selbst läuft vollautomatisch mengengesteuert. Nach einem bestimmten, eingestellten Volumen wird die eine Kammer automatisch regeneriert und über die andere Kammer wird das Wasser enthärtet. Die Enthärtung erfolgt mit Ionenaustauscherharzen vorzugsweise auf einen Härtegrad < 0,1. Zur Rückspülung und Regenerierung des Enthärters wird vorzugsweise eine Salzlösung eingesetzt.
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Vorzugweise werden in der Enthärtungsvorrichtung keine Mischbettharze verwendet, da diese zu Durchbrüchen neigen und nicht inline (das heißt nicht im laufenden Betrieb beziehungsweise vor Ort) regenerierbar sind.
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Da die Zufuhr von frischem Trinkwasser den Sauerstoffwert verschlechtert, ist vorzugsweise bei der Zudosierung von Trinkwasser ein dynamischer Vakuumentgaser vorgesehen, um den Sauerstoff wieder zu entfernen.
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Die gesamte Anlage ist in einem transportablen Fahrzeug und gegen Frost und Hitze geschützt. Die maximale Betriebstemperatur der Anlage liegt bei ca. 40°C, geregelt wird auf 35°C.
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Als Anlagenplattform soll ein Anhänger mit isoliertem Kofferaufbau dienen. Durch eine kompakte Bauweise wird der Mobilität Rechnung getragen. Gleichzeitig muss auf das Gewicht der Anlagenkomponenten geachtet werden, damit die Maximallast des Anhängers nicht überschritten wird. Die isolierten Wände verhindern das Einfrieren der Leitungen sowie die Reduzierung von Wärmeverlusten. Fallen die Temperaturen im Anhänger auf Frostniveau, so kann eine Standheizung zugeschaltet werden.
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Der Anschluss an den Heizungswasserkreislauf erfolgt über witterungsbeständige Schläuche, die die Flexibilität und einen guten Zustrom zur Anlage sicherstellen.
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Die Heizkreislaufwasseraufbereitungsanlage arbeitet energie- und ressourcenschonend. Die Beimischung von Stadtwasser (das heißt Trinkwasser aus dem örtlichen Versorgungsnetz) zur Kühlung des Vorlaufs wird von einer Steuerung übernommen, welche das Temperaturniveau so weit oben wie möglich hält. Das Ziel hierbei ist eine möglichst geringe Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf. Als Materialeinsatz wird neben Stadtwasser lediglich Regeneriersalz für die Enthärtungsvorrichtung benötigt. Ist die Kapazität der Austauscherharze in der Enthärtungsvorrichtung erschöpft, so wird automatisch eine Regeneration mit der Solelösung des Regeneriersalzes ausgelöst.
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Als Materialoutput fällt lediglich Abwasser an. Das Abwasser stammt aus den regenerierenden Prozessen der Anlagenkomponenten. Das sind zum einen das Rückspülwasser aus Filter- und Enthärtungsvorrichtung und zum anderen der Konzentratfluss der Umkehrosmosevorrichtung, welcher für eine konstante Reinigung der Membranen sorgt. Das Abwasser bedarf aufgrund seiner Zusammensetzung keiner weiteren Aufbereitung und kann problemlos in die Kanalisation eingeleitet werden. Betriebsmittel wie Säuren oder Laugen, wie sie beim Betrieb von Anlagen mit Vollentsalzungspatronen benötigt werden, sind nicht erforderlich.
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Diese Anlage eignet sich insbesondere bei kleinen Heizungswassernetzen, da gerade durch die Zudosierung von Chemikalien in solche Netze häufig gravierende Fehler gemacht werden.
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Die Anlage ist insbesondere für Krankenhäuser, größere Gebäude, kleine Nahwärmenetze etc. mit Anlagen bis zu 300 m3 oder 150 m3 Netzinhalt vorgesehen.
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Die Anlage, die vorzugsweise auf einem Anhänger montiert ist, lässt sich somit mittels eines Kraftfahrzeugs zu dem zu wartenden Heizungswassernetz transportieren und im Bypass-Betrieb an das Heizungswassernetz anschließen, damit dann die automatische Reinigung gestartet werden kann. Der Installateur kann nun die Anlage verlassen und sich über die jeweils aktuellen Messwerte und den Betriebszustand der Anlage informieren lassen. Die Anlage schaltet sich selbst ab sobald ein Fehler auftritt oder die gewünschte geringe Leitfähigkeit des Heizungswassers erreicht wird.
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Das Gewicht der Anlage (ohne Anhänger) liegt bei maximal 1500 kg vorzugsweise maximal 850 kg. Die Anlage hat vorzugsweise eine Abmessung von ca. 170 x 320 cm.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Beispiels näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:
- 1 den schematischen Aufbau einer Heizungswasseraufbereitungsanlage für die erfindungsgemäße Verwendung.
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Die Heizungswasseraufbereitungsanlage umfasst eine Filtervorrichtung 12, einen Wärmetauscher 42, eine Enthärtungsvorrichtung 22 und eine Umkehrosmosevorrichtung 32. Die gesamte Heizungswasseraufbereitungsanlage befindet sich auf einem Anhänger mit Rädern, so dass sie mobil ist und mit einem Fahrzeug an den jeweiligen Ort der zu wartenden Heizungsanlage gefahren werden kann.
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Das verunreinigte Heizungswasser („Vorlauf Heizungswasser“) kann mittels einer Pumpe P1 in die Filtervorrichtung 12 gesaugt werden. Die Filtervorrichtung 12 umfasst ein spezielles Filtermaterial aus einer Vielzahl von Bäuschen aus faserbasierten, hydrophoben Materialien, die beispielsweise kugel-, ei- oder würfelförmig sein können. Die Bäusche sind Wattebäuschen ähnlich, allerdings hydrophob, so dass sie sich nicht mit Wasser vollsaugen.
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Das Filtermaterial ist sehr leicht, außerordentlich temperatur- und chemikalienbeständig und im Wesentlichen elastisch, so dass es ohne Druck seine ursprüngliche Form wieder annimmt und sich mit inkompressiblen Regeneriermedien wie Wasser und/oder mit kompressiblen Regeneriermedien wie Druckluft gut regenerieren lässt.
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Das zu reinigende Heizungswasser wird der Filtervorrichtung 12 von unten durch den Boden zugeführt, durchquert dann das zwischen dem unteren und oberen Rückhalteboden befindliche Filtermaterial und tritt aus der Filtervorrichtung 12 oben aus.
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Für den Betrieb der Anlage bei hohen Vorlauftemperaturen ist es wichtig, die temperatursensiblen Komponenten (Messtechnik, Ionentauscherharze etc.) zu schützen. Dies wird durch eine Kombination aus Stadtwasserbeimischung und vorgeschaltetem Wärmetauscher 42 realisiert. Mithilfe des Wärmetauschers 42 wird zunächst dem gefilterten Vorlauf Wärme entzogen und auf den gereinigten Rücklauf übertragen. Die geforderte Temperatur, bei welcher die Anlage betrieben werden soll, wird im Anschluss über die Beimischung von Stadtwasser erreicht. Das Ziel hierbei ist ein möglichst effektives Zusammenspiel zwischen Kühlung des Vorlaufs und Erwärmung des Rücklaufs.
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Die Abwärme des Wärmetauschers 42 wird dazu genutzt, das aufbereitete Heizungswasser vor dem Einspeisen in das Heizungswassernetz wieder aufzuheizen.
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Das Wasser wird nun der Enthärtungsvorrichtung 22 zugeführt und anschließend mittels der Pumpe P2 der Umkehrosmosevorrichtung 32, in der eine physikalische Reinigung erfolgt.
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Das aufbereitete Wasser gelangt dann in den Behälter 50 für das aufbereitete VE-Wasser, um es dann mittels der Pumpe P3 und unter Erwärmung im Wärmetauscher 42 in das Heizungswassernetz einzuspeisen.
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Als Enthärtungsvorrichtung 22 wird vorzugsweise ein Doppel-Enthärter, d.h. eine Enthärtungsvorrichtung mit zwei Kammern, eingesetzt. Hierbei werden dem Wasser durch spezielle Ionenaustauscherharze in der Enthärtungsvorrichtung 22 die härtebildenden Ionen entzogen. Die Enthärtung erfolgt auf einen Härtegrad < 0,1. Der Doppel-Enthärter hat den Vorteil, dass zunächst mit der einen Kammer enthärtet wird, währenddessen wird die andere Kammer rückgespült und wieder regeneriert. Ist die vorgegebene Menge durch den Enthärter geflossen oder zeigt ein Messgerät die Erschöpfung des Enthärters in der einen Kammer an, so wird wieder auf die andere Einheit der Doppelenthärtungs-Anlage gewechselt und umgekehrt.
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Die Reduzierung der elektrischen Leitfähigkeit des Heizungswassers wird mithilfe der Umkehrosmosevorrichtung 32 erreicht. Durch die Umkehrosmose werden die gelösten Ionen im Wasser an den Membranen zurückgehalten und als Konzentrat ausgetragen. Die Membranen arbeiten effektiver, je geringer der Salzgehalt im Zulauf der Anlage ist. Zum Schutz der Umkehrosmosemembranen vor schwerlöslichen Ausfällungen ist es deshalb unerlässlich, das Kreislaufwasser in einem vorgeschalteten Schritt zu enthärten.
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Neben der Abtrennung von gelösten Salzen findet an den Membranen der Umkehrosmosevorrichtung 32 weiterhin ein teilweiser Rückhalt von gelöstem Sauerstoff statt. Um den Gehalt an gelöstem Sauerstoff so gering wie möglich zu halten, muss der Kontakt mit Luftsauerstoff in den nachfolgenden Anlagenkomponenten vermieden werden. Hierfür kann am Behälter 50 eine Dosierung von Schutzgas wie zum Beispiel Argon vorgesehen sein, so dass sich über dem Wasserspiegel eine Schutzatmosphäre ausbildet und so für eine Verdrängung der Außenluft gesorgt werden kann.
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Die Umkehrosmosevorrichtung 32 wird mit einem konstanten Volumenstrom betrieben. Durch die Umkehrosmosevorrichtung 32 verursachte Verluste an Flüssigkeit werden durch Zudosieren von Frischwasser über das Mischventil V7, das vorzugsweise vor der Enthärtungsvorrichtung 22 vorgesehen ist, ausgeglichen.
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Im Behälter 50 kann eine Ultraschallmessung erfolgen. Zudem ist ein Trockenlaufschutz vorgesehen.
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Weiterhin kann ein Sauerstoffsensor im Behälter 50 vorgesehen sein, der auch für die gutachterliche Stellungnahme zur Qualität des Wassers dienen kann.
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Ein Ausgleich des pH-Wertes des Füllwassers ist in der Anlage nicht erforderlich. Der geforderte pH-Wert stellt sich selbsttätig durch Eigenalkalisierung nach Füllen des Heizsystems ein. Der pH-Wert sollte laut VDI-Richtlinie 2035 nach acht bis zwölf Wochen Betriebszeit kontrolliert werden. Bei Nichteinhaltung der Anforderungen von VDI-Richtlinie 2035 und FW 510 des AGFW müssen entsprechende Maßnahmen im Heizsystem ergriffen werden.
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Die Anlage ist für den Dauerbetrieb vorgesehen.
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Eine Standheizung verhindert das Einfrieren, ein Lüfter sorgt für Kühlung, für den Sommerbetrieb ist eine Frischluftzufuhr vorgesehen, die gesamte Anlage wird mit einer Temperaturerfassung überwacht.
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Die Anlage arbeitet computergesteuert und weist eine Steuerungseinheit, eine Anzeigeeinheit und eine Eingabeeinheit auf.
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Da die Anlage im Bypass zum Heizungswasserkreislauf betrieben wird, nimmt die Qualität des Heizungskreislaufwassers kontinuierlich zu. Durch eine Steuerungseinheit kann die Anlage an die jeweiligen Gegebenheiten angepasst werden. So kann die Anlage auch bei höher belastetem Kreislaufwasser (Wasserhärte, partikuläre Verunreinigungen) die geforderte Wasserqualität liefern.
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Die Anlage wird im Allgemeinen im Überdruck gegenüber dem Druck des Heizungswassernetzes betrieben, um zu verhindern, dass in das Heizungswassernetz über den dortigen Kreislauf weiteres Wasser nachdosiert wird. So ist beispielsweise in der Anlage ein Überdruck von 2,2 bar und in dem Heizungswassernetz ein Überdruck von 2 bar.
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Damit in der Anlage der erforderliche Druck eingestellt werden kann, wird vorzugsweise zu Beginn des Reinigungsprozesses abgefragt, ob es sich um eine Neubefüllung oder um einen Umlauf handelt.
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Selbstverständlich können einzelne Komponenten der Anlage wie Pumpen, Messgeräte etc. auch anders positioniert sein.
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Das Aufbereitungsverfahren mit der Anlage wird nachfolgend beschrieben.
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Regelwerke:
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Durch das Arbeitsblatt FW 510 des AGFW und die VDI-Richtlinie 2035 werden Anforderungen an das Kreislaufwasser von Industrie- und Fernwärmeheizanlagen gestellt. Diese betreffen insbesondere die elektrische Leitfähigkeit, den Sauerstoffgehalt und den pH-Wert des Wassers. Bei Einhaltung der Anforderungen kann das Risiko von Korrosionsvorgängen an den Leitungen auf ein Minimum verringert werden. Die Zielparameter sind wie folgt:
| Grenzwert elektr. Leitfähigkeit: | 30 µS/cm (100 µS/cm nach VDI 2035) |
| Grenzwert Sauerstoffgehalt: | 0,1 mg/l |
| Grenzwert pH: | 8,2 pH minimal bis 10 pH maximal |
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Verfahren zur Aufbereitung von qualitativ schlechtem Heizkreislaufwasser mit hoher Vorlauftemperatur und Neubefüllung:
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Das Befüllen
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Zu Beginn befüllt die Umkehrosmosevorrichtung 32 den VE-Wasserbehälter 50 bis zu dem Schaltpunkt Füllstand SP3 (vgl. 1). Die Füllstandüberwachung erfolgt über einen analogen Füllstand. Als Rohwasser dient Stadtwasser.
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Als nächster Schritt wird der Filter 12 mit Heizwasser befüllt. Die Pumpe P3 speist währenddessen vollentsalztes Wasser aus dem Behälter 50 ins Heiznetz, um den Netzdruck des Heiznetzes zu halten.
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Der Dauerbetrieb
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Ist der Schaltpunkt Füllstand SP3 im Behälter 50 erreicht, wird die Pumpe P3 freigegeben. Die Pumpe P3 ist mit einem Frequenzumformer ausgestattet und wird über den Netzdruck geregelt. Hierbei wird ein kontinuierlicher Betrieb angestrebt, d.h. möglichst die Menge gefördert, die durch die Umkehrosmosevorrichtung 32 hergestellt wird. Über die Eingabe einer Mindestdrehzahl soll gewährleistet werden, dass der Einspeisedruck ins Heizsystem überschritten wird. Bei Unterschreiten des Schaltpunktes Füllstand SP3 um 10% wird die Pumpe P2 der Umkehrosmosevorrichtung 32 freigegeben, so dass der Behälter 50 wieder befüllt wird. Diese Hysterese ist notwendig, damit ein kontinuierlicher Betrieb möglich ist. Die Umkehrosmosevorrichtung 32 produziert so lange, bis der Schaltpunkt Füllstand SP3 erreicht ist. Gleichzeitig öffnen die Ventile V1 und V2 des Filters 12 und die stetige Temperaturregelung durch das Mischventil V7 ist freigegeben. Dabei wird auf die Temperatur 45° C am Temperaturfühler T3 eingeregelt. Erreicht die Temperatur 50° C, schließen die Ventile V1, V2 und V9 und die Anlage geht in Störung, welche quittiert werden muss.
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Bei Unterschreiten des Füllstands SP1 im Behälter 50 wird die Pumpe P3 ausgeschaltet. Die Pumpe P3 bleibt solange aus, bis der Füllstand SP3 wieder erreicht ist.
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Am VE-Wasserbehälter 50 kann eine Schutzgas-Druckflasche, beispielsweise mit Argon, vorgesehen sein, mittels der eine Schutzgasatmosphäre im Behälter 50 geschaffen werden kann.
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Ein Härtesensor kann die Resthärte nach der Enthärtung überwachen. Bei Härtedurchbruch geht die Anlage in Störung und die Ventile V1, V2 und V9 schließen. Die Störung muss am Härtekontrollgerät quittiert werden. Steht die Störung nicht mehr an, geht der Betrieb weiter.
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Weiterhin kann ein Trübungssensor vorgesehen sein, der die Trübung im Rohwasser nach dem Wärmetauscher 42 misst. Wenn diese einen bestimmten, eingestellten Wert überschreitet, geht die Anlage in Störung und zeigt die Meldung „Wärmetauscher verstopft“ an, da die Filtervorrichtung 12 das Rohwasser nicht mehr ausreichend von Schwebstoffen reinigt und sich der Wärmetauscher 42 zusetzt.
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Ein Temperarturfühler misst die Außentemperatur. Bei Unterschreiten von 10° C wird eine Warnmeldung angezeigt, die beispielsweise auch per SMS versandt werden kann. Bei einer Temperatur von unter 5° C gibt es eine weitere Warnmeldung. Bei einer Anlagenstörung kann zusätzlich eine Alarmmeldung angezeigt werden.
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Steuerung der Umkehrosmosevorrichtung
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Die Pumpe P2 der Umkehrosmosevorrichtung 32 ist saugseitig mit einem Druckschalter ausgestattet. Erst wenn der eingestellte Vordruck ansteht, springt die Pumpe P2 an. Die Umkehrosmosevorrichtung 32 befüllt den Behälter 50 bis zum Schaltpunkt Füllstand SP3 und wird dann abgeschaltet. Bei Unterschreiten von Schaltpunkt Füllstand SP3 um 10% wird die Umkehrosmosevorrichtung 32 zusammen mit der Pumpe P2 wieder gestartet. An der Umkehrosmosevorrichtung 32 ist jeweils ein Durchflussmesser für Permeat, Konzentrat und Rezirkulat vorgesehen. Permeat- und Konzentratdurchfluss werden mit einem Maximalgeber überwacht. Damit wird bei Unterschreitung des Mindestpermeatdurchflusses und bei Überschreitung des Maximalkonzentratdurchflusses ein Signal gegeben, worauf die Anlage in Störung geht und die Ventile V1, V2 und V9 schließen. Dies dient dem bestimmungsgemäßen Betrieb der Umkehrosmosevorrichtung 32.
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Rückspülung der Filtervorrichtung 12
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Vorzugsweise misst ein Differenzdruckmesser den Druckverlust über den Filter 12. Ist dieser größer als der eingestellte Wert, müssen die Feststoffpartikel aus dem Filter 12 durch Rückspülen entfernt werden.
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Hierzu wird folgende Schrittkette ausgelöst:
| Schritt | Zulauf V1 | Filtrat V2 | Stadtwasser V3 | Abwasser V4 | Druckluft V5 | Entlüftung V6 | Dauer |
| 1. Dauerbetrieb | x | x | | | | | Bis Differenzdruck erreicht |
| 2. Rückspülung | | | x | x | | | einstellbar |
| 3. DruckluftSpülung | | | | x | x | | einstellbar |
| 4. Entlüften | x | | | | | x | Bis Sensor aufgrund Füllstand schaltet |
| 1. Dauerbetrieb | x | x | | | | | Bis Differenzdruck erreicht |
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Während des Rückspülens werden die Pumpen P1 und P2 und P3 abgeschaltet sowie die Ventile V1, V2 und V9 geschlossen. Das Rückspülen erfolgt in der Filtervorrichtung 12 von oben nach unten zuerst durch Spülwasser und als nächsten Schritt durch Druckluft. Die Druckluft kann mit Spülwaser, auch im Wechsel, kombiniert werden. Nach dem Rückspülen wird der Filter 12 wieder befüllt und entlüftet, bis der Füllstand im Filter erreicht ist. Danach geht die Anlage wieder in den Dauerbetrieb über.
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Störmeldungen
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In Abhängigkeit der Art der Störmeldung schließen die Ventile V1, V2 und V9 und die Pumpen P1, P2 und P3 werden ausgeschaltet. Das Mischventil V7 regelt auf 0%, was einer alleinigen Stadtwasserbeimischung entspricht. Ebenso geht eine Meldung an die Steuereinrichtung und wird über das GSM-Modul an eine einstellbare Handynummer versandt.
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Datenspeicherung
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Für jede Messeinrichtung wird ein Wert pro vorgegebener Zeit in eine Liste auf der SD-Karte geschrieben, auch die Störmeldungen werden in eine Liste auf der SD-Karte geschrieben.
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Fernzugriff auf die Anlagenvisualisierung
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Die Anlage ist mobil und wird auch an abgelegenen Orten aufgestellt. Störmeldungen der Anlage können beispielsweise über ein GSM Modul an eine einstellbare Handynummer versandt werden.
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Des Weiteren ist ein Vollzugriff über einen mobilen Server möglich. Es besteht dieselbe Funktionalität wie am Touchdisplay vor Ort.
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Modus Neubefüllung
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Die mobile Anlage kann ebenso dafür genutzt werden, einen Heizkreislauf neu zu befüllen. Hierfür werden die Enthärtungsvorrichtungen 22 und die Umkehrosmosevorrichtung 32 sowie der Behälter 50 benötigt. Das Mischventil V7 regelt auf 0% und öffnet damit nur für das Stadtwasser, der Zulauf aus dem Filter 12 wird damit geschlossen. Eine Temperaturregelung ist dabei nicht notwendig. Die Pumpe P1 ist aus, die Ventile V1 und V2 sind geschlossen.
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Betrieb Neubefüllung:
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Das Wasser gelangt über den Stadtwasseranschluss zur Enthärtungsvorrichtung 22 und von dort zur Umkehrosmosevorrichtung 32. Das Ventil V7 regelt dafür auf 0% und V9 ist geöffnet, alle anderen Ventile bleiben geschlossen. Wenn der Druckschalter der Umkehrosmosevorrichtung 32 auslöst, wird die Pumpe P2 der Umkehrosmosevorrichtung 32 freigegeben. Der Behälter 50 wird nun mit Permeat befüllt, bis der Füllstand SP3 erreicht ist. Die Pumpe P3 wird bei Erreichen des Füllstands SP3 freigegeben. Diese kann einen Vorratsbehälter des Heiznetzes oder das Heiznetz direkt über die Druckregeleung befüllen. Für einen kontinuierlichen Betrieb wird die Pumpe P2 der Umkehrosmosevorrichtung 32 bei Unterschreiten des Füllstands SP3 um 10% wieder freigegeben. Bei Erreichen des Füllstands SP2 wird die Pumpe P3 abgeschaltet.
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Das Heiznetz soll bis zu einem vom Betreiber vorgegebenen Druck befüllt werden. Bei Erreichung dieses Druckes gibt der Drucksensor der Anlage ein Signal und die Befüllung wird beendet.
| Schritt | Zulauf V1 | Filtrat V2 | Stadtwasser V3 | Abwasser V4 | Druckluft V5 | Entlüftung V6 | Dauer |
| 1. Dauerbetrieb | X | X | | | | | Bis Druckverlust erreicht |
| 2. Rückspülung mit Wasser | | | X | X | | | einstellbar |
| 3. Rückspülung mit Druckluft | | | | X | X | | einstellbar |
| 4. Filterbefüllung | X | | | | | X | Bis Füllstand erreicht |
| 1. Dauerbetrieb | X | X | | | | | Bis Druckverlust erreicht |
