DE102016218227A1

DE102016218227A1 - Wasserbehandlungsmodul zur Verringerung der Leitfähigkeit von Umlaufwasser

Info

Publication number: DE102016218227A1
Application number: DE102016218227.7A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Ripplinger; Guenther Hackspacher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-09-22
Filing date: 2016-09-22
Publication date: 2018-03-22

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verringerung der Leitfähigkeit von Umlaufwasser beispielsweise in einem Kreislauf einer Warmwasser-Heizungsanlage. Die Vorrichtung weist Mittel auf, mit denen ein Teilvolumenstrom des Umlaufwassers der Heizungsanlage entsalzt werden kann. Weiterhin weist die Vorrichtung Mittel auf, mit Hilfe derer die Leitfähigkeit des Teilvolumenstroms des Umlaufwassers bestimmbar ist. Mittels einer Steuerung wird ein Entsalzungsverfahren durchlaufen, das einen Betrieb der Anlage gewährleistet, mittels dessen eine Leitfähigkeit des Umlaufwassers einstellbar ist, wobei die Leitfähigkeit des Umlaufwassers durch die Messung nicht wesentlich beeinflusst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Wasserbehandlungsmodul entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb des Wasserbehandlungsmoduls entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
Heizungsanlagen und insbesondere Warmwasser-Heizungsanlagen erfordern eine Konditionierung des Umlaufwassers, um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten. Eine Konditionierung hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit des Umlaufwassers verringert die Korrosion von Komponenten der Heizungsanlage und trägt zudem zu einer längeren Lebensdauer bei. Dabei wird ausgenutzt, dass die elektrische Leitfähigkeit im Wesentlichen von dem im Wasser enthaltenen Mineralien bestimmt wird. Durch die Entmineralisierung des Wassers lässt sich die elektrische Leitfähigkeit herabsetzen und damit eine korrosive Wirkung des Wassers vermindern. Im Weiteren wird der Begriff „Leitfähigkeit“ stellvertretend für die elektrische Leitfähigkeit verwendet. Der Begriff „Entsalzung“ wird stellvertretend für den Begriff „Entmineralisierung“ verwendet.
Insbesondere wird die längere Lebensdauer dadurch erreicht, dass beispielsweise an Heizungskesseln, Rohrleitungen und sonstigen Komponenten der Heizungsanlage ein Materialabtrag durch Korrosion vermieden wird. Ferner wird eine verlängerte Lebensdauer dadurch erreicht, dass Korrosionsprodukte, beispielsweise Schlämme, nicht entstehen und somit eine Beeinträchtigung von beweglichen Teilen von Pumpen und Ventilen vermieden wird.
Zudem kommt es durch die Herabsetzung der Leitfähigkeit zu einer verringerten Bildung von Oxidschichten, welche ebenfalls die Funktion von beweglichen Teilen und Wärmetauschern beeinträchtigen oder den Durchfluss von Umlaufwasser hemmen. Die Herabsetzung der Leitfähigkeit wird daher auch in einschlägigen Regelwerken etwa VDI 2035 und AGFW FW510 für eine als korrosionsarm bewertete Fahrweise von Warmwasser-Heizungsanlagen empfohlen.
Nach der Installation von Heizungsanlagen wird eine Dichtigkeitsprüfung in der Regel mit Leitungswasser durchgeführt. Dieses genügt dabei regelmäßig nicht den Erfordernissen hinsichtlich der Leitfähigkeit. Zur Verringerung der Leitfähigkeit bei einer endgültigen Befüllung mit Leitungswasser insbesondere falls das Leitungswasser als Umlaufwasser verwendet werden soll, verwendet DE 10 2014 103 163 A1 eine Entmineralisierungsvorrichtung, die in den Kreislauf des Umlaufwassers eingeschaltet wird. Hierbei wird ein Teilvolumenstrom des Umlaufwassers durch das Gerät geleitet, wobei ein Restvolumenstrom nicht durch das Gerät geleitet wird und im Umlaufkreislauf verbleibt.
Die Entmineralisierungsvorrichtung aus DE 10 2014 103 163 A1 verfügt über eine Pumpe, eine Entsalzungspatrone mit Mischbettharz mit geringer Permeabilität und Leitfähigkeitssensoren, die im Kreislauf der Entmineralisierungsvorrichtung vor und hinter dem Entsalzungsmodul angeordnet sind. Durch eine Entsalzung des Teilvolumenstroms verringert sich die Leitfähigkeit des gesamten Umlaufwassers. Die Leitfähigkeit des Umlaufwassers wird hierbei durch den ersten Leitfähigkeitssensor bestimmt, der im Kreislauf der Entmineralisierungsvorrichtung vor dem Entsalzungsmodul angeordnet ist. Die Leitfähigkeit des entsalzten Teilvolumenstroms wird durch einen Leitfähigkeitssensor bestimmt, der im Kreislauf hinter dem Entsalzungsmodul angeordnet ist. So lässt sich die Leitfähigkeit des Umlaufwassers einstellen und die Funktion der Entmineralisierungsvorrichtung überwachen und steuern. Sinkt die Leitfähigkeit unter einen vorgegebenen Wert, wird die Pumpe der Entmineralisierungsvorrichtung deaktiviert, sodass kein Teilvolumenstrom mehr durch das Entsalzungsmodul geleitet wird. Eine Überprüfung der Leitfähigkeit des Umlaufwassers erfordert die Einschaltung der Pumpe und die Durchleitung des Teilvolumenstroms durch das Entsalzungsmodul.
Nachteilig an dieser Ausgestaltung ist, dass die Vorrichtung für ihren Betrieb zwei Leitfähigkeitssensoren benötigt. Außerdem ist von Nachteil, dass die Messung der Leitfähigkeit des Umlaufwassers zwangsläufig eine Durchleitung des Teilvolumenstroms durch das Entsalzungsmodul erfordert, da die Pumpe für die Entnahme von zu messendem Umlaufwasser betätigt werden muss. Hierbei wird das Umlaufwasser des Teilvolumenstroms zwangsläufig entsalzt. Dies führt zu einem unnötigen Kapazitätsverbrauch des Mischbettharzes. Dadurch fallen für den Betrieb der Entmineralisierungsvorrichtung erhöhte Kosten hinsichtlich der Verbrauchsmaterialien und der Wartung an. Außerdem kann das Umlaufwasser durch einen Betrieb nach dieser Ausgestaltung in einem zu hohen Maße entsalzt werden, nämlich dann, wenn das Umlaufwasser bereits den gewünschten Entmineralisierungsgrad erreicht hat und zur Messung der Leitfähigkeit in einem Teilvolumenstrom über das Mischbettharz geleitet wird. Durch die weitere Entmineralisierung ist eine übermäßige Entmineralisierung des Teilvolumenstroms gegeben, die das Pufferverhalten des Umlaufwassers negativ beeinträchtigt. Insbesondere bei Anlagen mit einem geringen Gesamtvolumen hinsichtlich des Umlaufwassers kann die Entsalzung des Teilvolumenstroms, der zur Messung der Leitfähigkeit notwendig ist, eine kontinuierliche Absenkung der Leitfähigkeit des Umlaufwassers bis deutlich unter den gewünschten Entmineralisierungsgrad erfolgen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung bereit zu stellen, mit der die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden und insbesondere eine Überwachung der Leitfähigkeit des Umlaufwassers mit geringem Materialverbrauch unter Einsatz einer möglichst reduzierten Anzahl von Sensoren ermöglicht wird.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 und 7 gegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6 und 8.
Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Entsalzung von Umlaufwasser aufweisend einen Einlass für einen aus einem Heizkreislauf abgeleiteten Teilvolumenstrom, eine Pumpe, ein Drei-Wege-Ventil, eine innere Bypassleitung, ein Entsalzungsmodul und einen ersten Leitfähigkeitssensor, wobei der Einlass und die Pumpe durch ein Drei-Wege-Ventil verbunden sind, dadurch gelöst, dass an dem Drei-Wege-Ventil das Entsalzungsmodul mit einer Modulleitung und die innere Bypassleitung angebunden sind, wobei das Drei-Wege-Ventil mit einer Ableitung verbunden ist, die den ersten Leitfähigkeitssensor aufweist, wobei die Pumpe und das Drei-Wege-Ventil durch eine Steuerung steuerbar sind und vorgegebene Parameter und Messwerte durch die Steuerung verwertbar sind.
Vorteilhaft an einer derartig ausgestalteten Vorrichtung ist, dass der Teilvolumenstrom über das Drei-Wege-Ventil entweder durch das Entsalzungsmodul oder durch die innere Bypassleitung leitbar ist. Auf diese Weise sind zwei Betriebsmodi realisierbar. Im ersten Betriebsmodus mit der Leitung des Teilvolumenstroms durch das Entsalzungsmodul erfolgt die Entsalzung. Im zweiten Betriebsmodus mit der Leitung des Teilvolumenstroms durch die innere Bypassleitung erfolgt die Bestimmung der Leitfähigkeit des Umlaufwassers, wobei im zweiten Betriebsmodus dem Teilvolumenstrom ein sehr geringer Strömungswiderstand entgegensteht. Durch die Umschaltung des Drei-Wege-Ventils ist mit dem ersten Leitfähigkeitssensor, der in der Ableitung, also in Strömungsrichtung hinter dem Entsalzungsmodul und der inneren Bypassleitung liegend, sowohl die Leitfähigkeit des Teilvolumenstroms nach der Entsalzung als auch die Leitfähigkeit des unbehandelten Umlaufwassers bestimmbar. Somit wird vorteilhafterweise nur ein erster Leitfähigkeitssensor für die Entsalzungsvorrichtung benötigt. Außerdem muss der geförderte Teilvolumenstrom zur Bestimmung der Leitfähigkeit nicht über das Entsalzungsmodul geführt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Umlaufwasser nicht weiter entsalzt wird, als durch einen Sollwert vorgesehen ist.
In einer näheren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung einen Differenzdrucksensor aufweist. Der Differenzdrucksensor ist an die Steuerung anschließbar und derart in dem Kreislauf der Vorrichtung einbaubar, dass der Differenzdruck zwischen der Zuleitung und auf der Saugseite der Pumpe, in Strömungsrichtung nach dem Entsalzungsmodul bestimmbar ist. Über diesen Differenzdruck ist der Systemdruck in der Vorrichtung messbar, wodurch Maßnahmen in der Steuerung vorsehbar sind, die einen zu hohen Differenzdruck verhindern. Auf diese Weise sind drucksensible Elemente der Vorrichtung, wie z.B. die Pumpe oder Leitungen vor einem zu hohen Differenzdruck geschützt. Solche ein hoher Differenzdruck kann beispielsweise durch ein verschmutztes Entsalzungsmodul oder durch verschmutztes Umlaufwasser entstehen. Dies kann außerdem die Auswirkung haben, dass der Teilvolumenstrom stark abgesenkt wird, wodurch sich ein Entsalzungszyklus deutlich verlängert. Ein hoher Differenzdruck ist bevorzugt durch das Abschalten der Pumpe abbaubar.
Eine optionale Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die Vorrichtung einen Temperatursensor aufweist. Der Temperatursensor ist bevorzugt in der Ableitung angeordnet, wodurch die Temperatur des Teilvolumenstroms bestimmbar ist. Durch eine derartige Anordnung des Temperatursensors ist das Entsalzungsmodul durch eine zu hohe Temperatur geschützt. Entsalzungsmodule, die bevorzugt Mischbettharze enthalten, sollen zur Vermeidung eines Kapazitätsverlustes bevorzugt nicht mit einer Temperatur über 60°C beaufschlagt werden.
Weiterhin sieht eine spezielle Ausgestaltung der Vorrichtung vor, dass sie ein Filtermodul aufweist. Das Filtermodul wird bevorzugt an der Modulleitung angebracht und dient der Reinigung des Teilvolumenstroms und der Reinigung des gesamten Umlaufwassers der Heizungsanlage von sich in Suspension befindlichen Teilchen. Das Filtermodul kann besonders bevorzugt durch eine Ventilanordnung in den Kreislauf der Vorrichtung zu- und abgeschaltet werden. Besonders bevorzugt ist die Ventilanordnung des Filtermoduls manuell betätigbar.
Eine Variante der Vorrichtung sieht vor, dass in der Zuleitung ein Volumenstrommessgerät angeordnet ist. Mittels des Volumenstrommessgeräts ist der Volumenstrom durch die Zuleitung bestimmbar. Im Falle eines Druckabfalls auf der Saugseite der Pumpe wird der Teilvolumenstrom geringer als ein erwarteter Wert sein. Die Steuerung kann die Pumpe zu deren Schutz deaktivieren, wenn der Volumenstrom, der durch das Volumenstrommessgerät messbar und mittels eines Datenkanals der Steuerung zuleitbar ist. Weiterhin ist hierbei vorteilhaft, dass – sofern ein Datenkanal zwischen dem Volumenstrommessgerät und der Steuerung besteht – das innerhalb eines Entsalzungsvorgangs geförderte Gesamtvolumen über das Steuergerät ermittelbar ist, wodurch beispielsweise Informationen über die Abnutzung des Entsalzungsmoduls bereitstellbar sind.
In einer näheren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass hinter dem Einlass und vor dem Auslass jeweils ein Absperrventil angeordnet ist. Die Absperrventile sind bevorzugt manuell ansteuerbar. Durch die Absperrventile lässt sich die Vorrichtung komplett vom Heizwasserkreislauf trennen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Wartungsarbeiten an der Vorrichtung vorgenommen werden müssen oder wenn die Vorrichtung für einen längeren Zeitraum inaktiv ist.
Bevorzugt ist der Teilvolumenstrom der Zuleitung durch einen Einlass zuführbar, während er von der Ableitung durch einen Auslass abführbar ist. Die Pumpe kann vorzugsweise als Verdrängerpumpe oder als Strömungspumpe ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das Drei-Wege-Ventil elektromotorisch, elektromagnetisch oder fluidgesteuert betätigbar. Das Entsalzungsmodul ist vorzugsweise als Ionenaustauscher ausgebildet, wobei das Entsalzungsmodul besonders bevorzugt als Mischbett-Entsalzungspatrone ausgebildet ist.
In einer näheren Ausgestaltung weist die Steuerung Steuerkanäle auf, die mit dem Drei-Wege-Ventil sowie mit der Pumpe verbunden sind. Weiterhin weist die Steuerung bevorzugt mindestens einen Datenkanal auf, der mit dem ersten Leitfähigkeitssensor verbunden ist, wobei die Steuerung mittels weiterer Datenkanäle mit den weiteren Sensoren verbunden sein kann. Vorzugsweise werden Messdaten durch die Steuerung verarbeitet, wobei die Steuersignale bevorzugt von der Steuerung über die Steuerkanäle an die Pumpe und das Drei-Wege-Ventil leitbar sind.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen zweiten Leitfähigkeitssensor auf, der in Strömungsrichtung vor dem Entsalzungsmodul angeordnet ist. Vorteilhaft daran ist, dass sich die Funktion des Entsalzungsmoduls während dessen Betrieb überprüfbar ist, insbesondere dann, wenn der erste Leitfähigkeitssensor in Strömungsrichtung hinter dem Entsalzungsmodul angeordnet ist.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung zur Entsalzung von Umlaufwasser vorgesehen, das folgende Verfahrensschritte aufweist:

– Abzweigen eines Teilvolumenstroms des Umlaufwassers aus einem Einlass,
– Durchleiten des Teilvolumenstroms durch ein Drei-Wege-Ventil in ein Entsalzungsmodul oder in eine innere Bypassleitung,
– Schalten des Drei-Wege-Ventils in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des Teilvolumenstroms.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Verfahrens ist, dass lediglich ein Teilvolumenstrom durch die Vorrichtung strömt. Hierdurch kann eine Entsalzung des Umlaufwassers erfolgen, ohne dass der Produktivbetrieb der Heizungsanlage eingeschränkt wird. Insbesondere die selektive Durchleitung des Teilvolumenstroms entweder durch die innere Bypassleitung oder durch das Entsalzungsmodul tragen dazu bei, dass der Teilvolumenstrom nicht unterhalb eines Sollwerts der Leitfähigkeit entsalzt wird.
In einer näheren Ausgestaltung des Verfahrens kann beispielsweise mindestens einer der folgenden Verfahrensschritte vorgelagert sein:

– Öffnen eines Absperrventils nach dem Einlass oder
– Schalten einer Ventilanordnung, sodass der Teilvolumenstrom durch ein Filtermodul geleitet wird.

Weiterhin kann dem Verfahren in einer weiteren Ausgestaltung mindestens einer der folgenden Verfahrensschritte nachgelagert sein:

– Messen eines Differenzdrucks zwischen der Zuleitung, in Strömungsrichtung hinter der Pumpe, und der Ableitung,
– Schalten der Pumpe in Abhängigkeit von einer Schaltschwelle eines Sensors oder
– Öffnen eines Absperrventils vor dem Auslass.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren zwei Betriebsmodi aufweist, wobei

– mit dem ersten Betriebsmodus der Teilvolumenstrom periodisch entsalzt wird,
– mit dem zweiten Betriebsmodus die Leitfähigkeit des Teilvolumenstroms überwacht wird.

Hierbei ist von Vorteil, dass durch den Betrieb im zweiten Betriebsmodus sichergestellt ist, dass der Teilvolumenstrom nicht unterhalb eines Sollwerts der Leitfähigkeit entsalzt wird. Der erste Betriebsmodus, durch den bevorzugt ein Durchleiten des Teilvolumenstroms durch das Entsalzungsmodul erfolgt, ermöglicht die Entsalzung des Teilvolumenstroms und somit die Entsalzung des Umlaufwassers. Der zweite Betriebsmodus, durch den bevorzugt ein Durchleiten des Teilvolumenstroms durch den inneren Bypass erfolgt, ermöglicht einen Betrieb der Vorrichtung in Betriebsphasen, während denen keine Entsalzung erfolgen soll. Insbesondere wird der Teilvolumenstrom während diesen Betriebsphasen hinsichtlich der Leitfähigkeit überwacht, aber nicht entsalzt, da der Teilvolumenstrom nicht über das Entsalzungsmodul geleitet wird. Eine solche Ausgestaltung des Verfahrens ist ferner insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Heizungskreislauf Teilvolumen aufweist, die beispielsweise in Radiatoren abgeschlossen sind. Eine periodische Entsalzung kann diese abgeschlossenen Teilvolumen dann erfassen, wenn sie sich nach ihrer Freigabe wieder im Umlauf befinden. Die Überwachung der Leitfähigkeit des Teilvolumenstroms im zweiten Betriebsmodus ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Teilvolumenstrom durch die innere Bypassleitung geleitet wird. In diesem Fall weist der Teilvolumenstrom dieselben Eigenschaften wie das Umlaufwasser auf. Eine solche Überwachung der Leitfähigkeit, wie es der zweite Betriebsmodus vorsieht, kann bevorzugt dann erfolgen, wenn eine Entsalzung nicht stattfindet. Dies ist besonders bevorzugt dann der Fall, wenn der Teilvolumenstrom durch die innere Bypassleitung geleitet wird.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Entsalzung von Umlaufwasser und einen prinzipiellen Anschluss der Vorrichtung in einen angedeuteten Heizkreislauf,
2: einen beispielhaften Verfahrensablauf der Entsalzung eines Teilvolumenstroms mittels der Vorrichtung,
3: die Abhängigkeit der Leitfähigkeit des Teilvolumenstroms in Abhängigkeit von der Zeit und dem Betriebsmodus der Vorrichtung.
Im Folgenden werden identische oder einander ähnliche Elemente innerhalb der Figuren und der Beschreibung jeweils mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Entsalzung von Umlaufwasser, die an einen Heizkreislauf 2 mit einem Vorlauf 3 und einem Rücklauf 4 angeschlossen ist. Die Vorrichtung 1 ist in den Rücklauf des Heizkreislaufs 2 eingeschaltet und weist einen Einlass 5 und einen Auslass 6 auf, wobei entlang eines Pfeils die Strömungsrichtung 7 eines Teilvolumenstroms des Umlaufwassers des Heizkreislaufs 2 von dem Einlass 5 durch die Zuleitung 8 in Richtung des Ablaufs 6 verläuft.
In Strömungsrichtung 7 hinter dem Einlass 5 kann ein Absperrventil 9 angeordnet sein. Gleiches gilt für den Auslass 6, vor dem, in Strömungsrichtung 7 gesehen, ebenfalls ein Absperrventil 10 angeordnet sein kann. In Strömungsrichtung vor dem Absperrventil 10 ist eine Pumpe 11 angeordnet. Die Pumpe ist bevorzugt über einen Steuerkanal 24 ansteuerbar.
In Strömungsrichtung 7 nach dem Absperrventil 9 kann ein Volumenstrommessgerät 126 angebracht sein. In Strömungsrichtung 7 nach dem Volumenstrommessgerät 126 zweigt von der Zuleitung 8 eine innere Bypassleitung 15 ab.
In Strömungsrichtung 7 nach dem Abzweig der inneren Bypassleitung 15 geht die Zuleitung 8 in eine Modulleitung 16 über. In dem weiteren Verlauf der Modulleitung 16 kann ein zweiter Leitfähigkeitssensor 20a angeordnet sein.
In Strömungsrichtung 7 folgt darauf eine Ventilanordnung 12, die in den Kreislauf der Vorrichtung 1 eingebracht sein kann und die ein Filtermodul 13 aufweist, wobei die Ventilanordnung 12 derart ausgestaltet ist, dass das Filtermodul 13 in den Kreislauf der Vorrichtung 1 zuschaltbar oder wegschaltbar ist.
In Strömungsrichtung 7 nach der Ventilanordnung 12 mit dem Filtermodul 13 ist in der Modulleitung 16 eine zweite Ventilanordnung 17 angebracht, die ein Entsalzungsmodul 18 aufweist, wobei die zweite Ventilanordnung 17 derart ausgestaltet ist, dass das Entsalzungsmodul 18 in den Kreislauf der Vorrichtung 1 zuschaltbar oder wegschaltbar ist.
In Strömungsrichtung 7 nach der zweiten Ventilanordnung 17 mit dem Entsalzungsmodul 18 mündet die innere Bypassleitung 15 in den Kreislauf über ein Drei-Wege-Ventil 14 ein. An einem ersten Anschluss des Drei-Wege-Ventils 14 ist die Modulleitung 16 angeschlossen und an einem zweiten Anschluss des Drei-Wege-Ventils 14 ist die innere Bypassleitung 15 angeschlossen. An einem dritten Anschluss des Drei-Wege-Ventils 14 ist eine Ableitung 19 angeschlossen.
Das Drei-Wege-Ventil 14 ist bevorzugt motorisch betätigbar und über einen Steuerkanal 24 ansteuerbar.
Innerhalb der inneren Bypassleitung 15 ist ein Differenzdrucksensor 22 angeordnet, mit dem ein Differenzdruck, bei entsprechender Schaltung des Drei-Wege-Ventils 14, zwischen der Zuleitung 8 und der Saugseite der Pumpe 11, in Strömungsrichtung 7 nach der zweiten Ventilanordnung 17, messbar ist.
In der Ableitung 19 ist in Strömungsrichtung 7 nach dem Drei-Wege-Ventil 14 die Pumpe 11 angeordnet. Nach der Pumpe 11 befinden sich in Strömungsrichtung 7 ein erster Leitfähigkeitssensor 20 und ein Temperatursensor 21. Die Ableitung 19 endet nach dem Absperrventil 10 in dem Auslass 6.
Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Steuerung 23 auf, die mittels Steuerkanälen 24 mit dem Drei-Wege-Ventil 14 und mit der Pumpe 11 verbunden ist. Die Ventilanordnung 12 und die zweite Ventilanordnung 17, sowie die Absperrventile 9 und 10 sind bevorzugt per Hand betätigbar. Die Steuerung 23 ist weiterhin mittels Datenkanälen 25 mit den Sensoren 20, 21, 22, 22a, 126 verbunden. Durch die Steuerung 23 sind das Drei-Wege-Ventil 14 und die Pumpe 11 über die Steuerkanäle 24 in Abhängigkeit des Steuerprogramms der Steuerung und in Abhängigkeit der Messwerte der Sensoren 20, 21, 22, 22a, 126 steuerbar.
Die Vorrichtung 1 weist weiterhin in der Zuleitung 8, bevorzugt zwischen dem Einlass 5 und dem Absperrventil 9 einen Anschluss 127 für Nachspeise bzw. Ergänzungswasser auf. Durch den Anschluss 127 ist aus einer Trinkwasserleitung (nicht dargestellt) über einen Systemtrenner (nicht dargestellt) Nachspeisewasser in den Kreislauf der Vorrichtung 1 und somit auch in den Heizkreislauf 2 zuführbar. Durch die Anordnung des Anschlusses 127 vor dem Entsalzungsmodul 18 ist unaufbereitetes Nachspeisewasser über das Entsalzungsmodul 18 führbar.
2 zeigt einen beispielhaften Verfahrensablauf 26 der Entsalzung eines Teilvolumenstroms mittels der Vorrichtung 1, wobei der Verfahrensablauf 26 durch die Steuerung 23 realisiert wird.
In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird die Pumpe 11 eingeschaltet und das Drei-Wege-Ventil 14 in Verfahrensschritt 102 so geschaltet, dass ventilseitig keine Verbindung zwischen innerer Bypassleitung 15 und Modulleitung 16 und keine Verbindung zwischen Modulleitung 16 und Ableitung 19 bestehen. Die Zuleitung 8 ist über die innere Bypassleitung 15 mit der Ableitung 19 verbunden.
Nachfolgend wird in Schritt 103 mittels des ersten Leitfähigkeitssensors 20 die Leitfähigkeit 32 des Teilvolumenstroms bestimmt. Dann erfolgt in Verfahrensschritt 106 das Abschalten der Pumpe 11 und Durchlaufen einer zweiten Wartezeit in Verfahrensschritt 107, wenn in Verfahrensschritt 104 festgestellt wird, dass die zuletzt gemessene Leitfähigkeit 32 kleiner als ein oberer Schaltpunkt 27 eines zweiten Betriebsmodus 28 ist und wenn in Verfahrensschritt 105 festgestellt wird, dass ein Zähler gleich null ist. Danach erfolgt in Schritt 108 das Zurücksetzen eines Zählers und die Rückkehr zum Verfahrensschritt 101.
Wenn in Verfahrensschritt 104 festgestellt wird, dass die zuletzt gemessene Leitfähigkeit 32 größer als ein oberer Schaltpunkt 27 eines zweiten Betriebsmodus 28 ist oder die zuletzt gemessene Leitfähigkeit 32 kleiner als ein oberer Schaltpunkt 27 eines zweiten Betriebsmodus 28 ist und gleichzeitig in Schritt 105 festgestellt wird, dass der Zähler ungleich null ist, dann erfolgt in Verfahrensschritt 109 die Schaltung des Drei-Wege-Ventils 14 zur Durchleitung des Teilvolumenstroms durch das Entsalzungsmodul 18 über die Modulleitung 16, wobei die innere Bypassleitung 15 und die Ableitung 19 voneinander getrennt sind. Das Drei-Wege-Ventil 15 stellt eine Verbindung zwischen der Modulleitung 16 und der Ableitung 19 her.
Anschließend an die Schaltung des Drei-Wege-Ventils 14 in Schritt 109 wird in Schritt 110 die Leitfähigkeit 32 des Teilvolumenstroms durch den ersten Leitfähigkeitssensor 20 gemessen. Falls in Schritt 111 festgestellt wird, dass die zuletzt gemessene Leitfähigkeit 32 größer als ein unterer Schaltpunkt 31 eines ersten Betriebsmodus 30 ist, dann wird im Verfahrensablauf zu Schritt 109 rekurriert. Andernfalls, wenn die Leitfähigkeit 32 kleiner oder gleich einem unteren Schaltpunkt 31 des ersten Betriebsmodus 30 ist, wird das Drei-Wege-Ventil 14 in Schritt 112 derart umgestellt, dass der innere Bypass 15 mit der Ableitung 19 verbunden ist, wobei keine Verbindung der Modulleitung 16 mit der Ableitung 19 besteht. Anschließend wird in Schritt 113 ein Zähler um eins erhöht und in Schritt 114 eine erste Wartezeit durchlaufen.
Darauf folgend wird in Schritt 115 geprüft, ob der Zähler einen Maximalwert erreicht hat. Für diesen Fall wird zu Verfahrensschritt 103 zurückgekehrt, nachdem in Schritt 116 der Zähler zurückgesetzt wurde. Hat der Zähler den Maximalwert nicht erreicht, dann wird zu Verfahrensschritt 109 zurückgekehrt.
Der Verfahrensablauf 26 ist jederzeit durch die Steuerung 23 beeinflussbar, wenn die Daten von den Sensoren 20, 21, 22, 22a, 126 einen undefinierten Zustand oder eine Über- bzw. Unterschreitung eines Sollwerts anzeigen. Insbesondere ist die Steuerung 23 in der Lage in solchen Situationen den Verfahrensablauf 26 zurückzusetzen und/oder das Drei-Wege-Ventil 14 zu schalten und/oder die Pumpe 11 ein- oder auszuschalten.
3 zeigt den Verlauf der Leitfähigkeit 32 in Abhängigkeit von der Zeit 33 während des Betriebs der Vorrichtung 1 nach dem Verfahrensablauf 26. Solange die Leitfähigkeit 32 größer als der obere Schaltpunkt 27 des zweiten Betriebsmodus 28 ist und der Zähler ungleich null ist, wird ein Teilvolumenstrom durch entsprechende Schaltung von Pumpe 11 und Drei-Wege-Ventil 14 durch das Entsalzungsmodul 18 geleitet, wodurch die Leitfähigkeit 32 bis zu einem unteren Schaltpunkt 31 des ersten Betriebsmodus 30 abgesenkt wird. Ist dieser untere Schaltpunkt 31 des ersten Betriebsmodus 30 erreicht, wird eine erste Wartezeit durchlaufen, und die Leitfähigkeit 32 erneut bestimmt. Für den Fall, dass die Leitfähigkeit 32 größer als der untere Schaltpunkt 31 des ersten Betriebsmodus 30 ist, wird die Leitfähigkeit 32 erneut abgesenkt.
Dieses periodische Vorgehen wird eine vorgegebene Anzahl, die durch einen Zähler festgehalten wird, wiederholt. Nach dem Durchlauf der periodischen Entsalzung im ersten Betriebsmodus 30 schließt sich der zweite Betriebsmodus 28 an, sofern die Leitfähigkeit 32 kleiner als der obere Schaltpunkt 27 des zweiten Betriebsmodus 28 ist und der Zähler nach Durchlauf der vorgegebenen Anzahl an Entsalzungsvorgängen zurückgesetzt wurde. Im zweiten Betriebsmodus wird die Pumpe deaktiviert, eine zweite Wartezeit durchlaufen und der Zähler ebenfalls zurückgesetzt. Nach Durchlaufen der zweiten Wartezeit wird erneut geprüft, ob die Leitfähigkeit 32 die Leitfähigkeit 32 kleiner als der obere Schaltpunkt 27 des zweiten Betriebsmodus 28 ist. Ist die Bedingung nicht gegeben, dann schließt sich der erste Betriebsmodus 30 an, ansonsten wiederholt sich der zweite Betriebsmodus.
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Leitfähigkeit 32 im zweiten Betriebsmodus 28 unter dessen oberen Schaltpunkt 27 liegt. Für den Fall, dass die Leitfähigkeit 32 über dem oberen Schaltpunkt 27 zweiten Betriebsmodus 28 liegt, schließt sich der erste Betriebsmodus 30 an, innerhalb dessen wiederum periodisch bis zu einem unteren Schaltpunkt 31 entsalzt wird, solange bis innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitraums entweder ein oberer Schaltpunkt 29 des ersten Betriebsmodus 30 unterschritten wird oder eine vorgegebene Anzahl von Durchläufen erreicht ist.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014103163 A1 [0005, 0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

VDI 2035 [0004]
AGFW FW510 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zur Entsalzung von Umlaufwasser aufweisend einen Einlass (5) für einen aus einem Heizkreislauf abgeleiteten Teilvolumenstrom, eine Pumpe (11), ein Drei-Wege-Ventil (14), eine innere Bypassleitung (15), ein Entsalzungsmodul (18) und einen ersten Leitfähigkeitssensor (20), wobei der Einlass (5) und die Pumpe (11) durch ein Drei-Wege-Ventil (14) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Drei-Wege-Ventil (14) das Entsalzungsmodul (18) mit einer Modulleitung (16) und die innere Bypassleitung (15) angebunden sind, wobei das Drei-Wege-Ventil (14) mit einer Ableitung (19) verbunden ist, die den ersten Leitfähigkeitssensor (20) aufweist, wobei die Pumpe (11) und das Drei-Wege-Ventil (14) durch eine Steuerung (23) steuerbar sind und vorgegebene Parameter und Messwerte durch die Steuerung (23) verwertbar sind.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Differenzdrucksensor (22) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Temperatursensor (21) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Filtermodul (13) aufweist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung (8) ein Volumenstrommessgerät (126) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung (7) hinter dem Einlass (5) und vor dem Auslass (6) jeweils ein Absperrventil (9, 10) angeordnet ist.
Verfahren (26) zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zur Entsalzung von Umlaufwasser nach einem der vorgehenden Ansprüche, aufweisend die Verfahrensschritte: – Abzweigen eines Teilvolumenstroms des Umlaufwassers aus einem Einlass (5), – Durchleiten des Teilvolumenstroms durch ein Drei-Wege-Ventil (14) in ein Entsalzungsmodul (18) oder in eine innere Bypassleitung (15), – Schalten des Drei-Wege-Ventils (14) in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit (32) des Teilvolumenstroms.
Verfahren (26) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass – das Verfahren (26) zwei Betriebsmodi (28, 30) aufweist, wobei – mit einem ersten Betriebsmodus (30) der Teilvolumenstrom periodisch entsalzt wird, – mit einem zweiten Betriebsmodus (28) die Leitfähigkeit (32) des Teilvolumenstroms überwacht wird.