DE102019134287A1

DE102019134287A1 - Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung

Info

Publication number: DE102019134287A1
Application number: DE102019134287.2A
Authority: DE
Inventors: Josef Hochgatterer; Manuel Hochgatterer; Daniel Hochgatterer; Christian Hochgatterer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2020-06-25
Also published as: AT522009B1; AT522009A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung mit einem an eine Trinkwasserleitung angeschlossenen Membranfilter (1) zur Umkehrosmose und mit einem durch eine Reinwasserleitung (11) an das Membranfilter (1) angeschlossenen, über ein Rückschlagventil (12) druckbeaufschlagbaren Trinkwassertank (5) beschrieben, der eine Steuereinrichtung (14) für den Füllstand umfasst. Um vorteilhafte Konstruktionsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass ein über ein Rückschlagventil (18) an die Reinwasserleitung (11) angeschlossener, druckbeaufschlagbarer Restwasserbehälter (17) vorgesehen ist, dessen Ablaufleitung (19) ein in Abhängigkeit vom eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters (1) schließbares Ablaufventil (20) aufweist, und dass in der Trinkwasserleitung (3) ein durch die Steuereinrichtung (14) für den Füllstand des Trinkwassertanks (5) betätigbares Sperrventil (16) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung mit einem an eine Trinkwasserleitung angeschlossenen Membranfilter zur Umkehrosmose und mit einem durch eine Reinwasserleitung an das Membranfilter angeschlossenen, über ein Rückschlagventil druckbeaufschlagbaren Trinkwassertank, der eine Steuereinrichtung für den Füllstand umfasst.
Um das durch eine Umkehrosmose in einem Membranfilter behandelte, von Schadstoffen weitgehend gereinigte Wasser einer Trinkwasserleitung als Reinwasser in einem Trinkwassertank unter geringem Überdruck lagern zu können, ist es bekannt ( AT 396 919 B ) den Trinkwassertank mit Druckluft zu beaufschlagen, die durch eine vom Abwasser des Membranfilters betriebene Luftpumpe bereitgestellt wird. Zur Konstruktionsvereinfachung wurde bereits anstelle der Luftpumpe eine ebenfalls durch das Abwasser des Membranfilters angetriebene Permeatpumpe für das Reinwasser vorgeschlagen, über die Luft angesaugt wird, sodass mithilfe dieser Permeatpumpe der Trinkwassertank mit einem Reinwasser-Luftgemisch beaufschlagt werden kann. Unabhängig von der Art der Druckbeaufschlagung des Trinkwassertanks besteht allerdings die Gefahr, dass während längerer Stillstandzeiten aufgrund der dabei geänderten Druckverhältnisse innerhalb des Membranfilters Schadstoffe ins Reinwasser diffundieren und folglich bei einer Wiederinbetriebnahme des Membranfilters dieses belastete restliche Reinwasser in den Trinkwassertank gelangt.
Ähnliche Nachteile treten auch bei Vorrichtungen auf, bei denen dem Membranfilter keine Permeatpumpe zur Luftansaugung nachgeschaltet ist und die Druckbeaufschlagung des Trinkwassertanks über eine Membran sichergestellt wird. Auch in diesem Fall wird das während einer Stillstandzeit im Membranfilter verunreinigte Restwasser zu Beginn des Ladevorgangs aus dem Membranfilter in den Trinkwassertank geleitet und verunreinigt somit das im Trinkwassertank gelagerte Reinwasser.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung mit einem Membranfilter zur Umkehrosmose so auszugestalten, dass eine Verunreinigung des Wassertanks durch das während einer Stillstandzeit im Membranfilter verunreinigte Restwasser mit einfachen konstruktiven Mitteln ausgeschlossen werden kann.
Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass ein über ein Rückschlagventil an die Reinwasserleitung angeschlossener, druckbeaufschlagbarer Restwasserbehälter vorgesehen ist, dessen Ablaufleitung ein in Abhängigkeit vom eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters schließbares Ablaufventil aufweist, und dass in der Trinkwasserleitung ein durch die Steuereinrichtung für den Füllstand des Trinkwassertanks betätigbares Sperrventil vorgesehen ist
Durch das Vorsehen eines Restwasserbehälters zur Aufnahme des während einer Stillstandzeit im Membranfilter verunreinigten restlichen Reinwassers wird verhindert, dass dieses Restwasser in den Trinkwassertank gelangt. Die druckabhängige Beaufschlagung des Ablaufventils in der Ablaufleitung des Restwasserbehälters sichert dabei eine einfache Steuerung der Restwasserabgabe. Das während der Stillstandzeit offene Ablaufventil sorgt für einen beim Wiedereinschalten des Membranfilters leeren Restwasserbehälter, dessen Ablaufleitung bei einer Wiederinbetriebnahme des Membranfilters aufgrund des ansteigenden eingangsseitigen Wasserdrucks des Membranfilters durch das Ablauffilter gesperrt wird. Da im entleerten Restwasserbehälter ein geringerer Druck als im Trinkwassertank herrscht, der ja unter einem geringen Überdruck steht, strömt das verunreinigte Restwasser aus dem Membranfilter in den Restwasserbehälter, bis der Druck im Restwasserbehälter das Druckniveau im Trinkwassertank erreicht hat und daher das nachfolgende Reinwasser ohne Schadstoffbelastung aufgrund der geänderten Druckverhältnisse in den Trinkwassertank strömt. Die einerseits dem Trinkwassertank und anderseits dem Restwassertank zugehörigen Rückschlagventile sorgen dafür, dass zwischen dem Restwasserbehälter und dem Trinkwassertank kein Medienaustausch stattfinden kann.
Wird der Ladevorgang des Trinkwasserbehälters beim Erreichen der durch die Steuereinrichtung für den Füllstand vorgegebenen Füllhöhe beendet, so wird das Sperrventil in der Trinkwasserleitung geschlossen und die Trinkwasserzufuhr zum Membranfilter unterbrochen, sodass der eingangsseitige Wasserdruck des Membranfilters mit der Folge abfällt, dass sich das Ablaufventil des Restwasserbehälters öffnet und sich der Restwasserbehälter über seine Ablaufleitung entleert. Die Vorrichtung steht somit für einen neuen Ladevorgang des Trinkwassertanks bereit, wenn der Füllstand des Trinkwassertanks aufgrund einer entsprechenden Trinkwasserentnahme einen unteren Schwellwert erreicht.
Bei Vorrichtungen ohne Permeatpumpe zur Luftansaugung ist sowohl beim Trinkwassertank als auch beim Restwasserbehälter für eine entsprechende Druckbeaufschlagung zu sorgen, was vorzugsweise über je eine Membran erfolgt, um das Laden des Restwasserbehälters in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen dem Trinkwassertank und dem Restwasserbehälter ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand sicherstellen zu können.
Wird das Membranfilter mit einer nachgeschalteten Permeatpumpe betrieben, die mithilfe des Abwassers des Membranfilters angetrieben wird und an einen Luftansauganschluss angeschlossene ist, um den Trinkwassertank mit einem Reinwasser-Luftgemisch beaufschlagen zu können, ist der Restwasserbehälter stromabwärts der Permeatpumpe an die Reinwasserleitung anzuschließen. Der Restwasserbehälter wird demnach wie der Trinkwassertank mit einem Wasser-Luftgemisch beaufschlagt.
Eine Betätigung des Ablaufventils des Restwasserbehälters ohne zusätzlichen Energieeinsatz kann in einfacher Weise dadurch erreicht werden, dass das Ablaufventil im Öffnungssinn federbelastet und im Schließsinn mit dem eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters beaufschlagbar ist. In diesem Fall sorgt die Beaufschlagung des Ablaufventils mit einem entsprechenden Wasserdruck für ein Umschalten aus der federbelasteten, offenen Grundstellung in die gesperrte Arbeitsstellung.
Besonders einfache Konstruktionsvoraussetzungen ergeben sich, wenn beim Einsatz einer Permeatpumpe die Ablaufleitung des Restwasserbehälters in eine Abwasserleitung der Permeatpumpe mündet. Das Restwasser aus dem Restwasserbehälter braucht demnach nicht gesondert aufgefangen zu werden.
Umfasst des Trinkwassertanks die Steuereinrichtung für den Füllstand einen das Sperrventil beaufschlagenden Schwimmer, so wird auch für die Betätigung des Sperrventils in Abhängigkeit vom Füllstand des Trinkwassertanks keine gesonderte Energiequelle benötigt.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt, und zwar wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung in einem schematischen Blockschaltbild gezeigt.
Die dargestellte Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung weist ein Membranfilter 1 für die Wasserbehandlung mithilfe einer Umkehrosmose auf, das über ein Vorfilter 2 von einer Trinkwasserleitung 3 gespeist wird. Das Permeat, also das Reinwasser, wird über ein Nachfilter 4 zusammen mit angesaugter Luft einem Trinkwassertank 5 zugepumpt, und zwar mittels einer Permeatpumpe 6, die mithilfe des Abwassers des Membranfilters 1 betrieben wird. Die Beaufschlagungsleitung der Permeatpumpe 6 mit dem Abwasser des Membranfilters 1 ist mit 7, die von der Permeatpumpe 5 wegführende Abwasserleitung mit 8 bezeichnet.
Zur Ansaugung der Luft über die Permeatpumpe 6 ist ein Luftansauganschluss 9 vorgesehen, der über ein Rückschlagventil 10 auf der Saugseite der Permeatpumpe 6 an die Reinwasserleitung 11 zur Beaufschlagung des Trinkwassertanks 5 mit dem Reinwasser-Luftgemisch angeschlossen ist. Die Druckbeaufschlagung des Trinkwassertanks 5 erfolgt über ein Rückschlagventil 12, das für die Aufrechterhaltung eines entsprechenden Drucks im Trinkwassertank 5 sorgt. Das im Trinkwassertank 5 gelagerte Reinwasser kann über eine an einen Wasserspender angeschlossene Entnahmeleitung 13 entnommen werden. Für die Wasserentnahme genügt ein vergleichsweise niedriger Überdruck im Trinkwassertank 5.
Die Trinkwasserleitung 3 ist mit einer Steuereinrichtung 14 für den Füllstand des Trinkwassertanks 5 gekoppelt. Diese Steuereinrichtung 14 kann in einfacher Weise als Schwimmer 15 ausgeführt sein, der beim Laden des Trinkwassertanks 5 die Trinkwasserleitung 3 über ein Sperrventil 16 sperrt, wenn die vorgegebene Füllhöhe im Trinkwassertank 5 erreicht ist, und diese Trinkwasserleitung 3 wieder öffnet, sobald der Füllstand im Trinkwassertank 5 unter einen unteren Schwellwert absinkt.
Stromabwärts der Permeatpumpe 6 ist stromaufwärts des Nachfilters 4 ein Restwasserbehälter 17 über ein Rückschlagventil 18 an die Reinwasserleitung 11 angeschlossen. Dieser druckbeaufschlagbare Restwasserbehälter 17 weist eine Ablaufleitung 19 auf, die in die Abwasserleitung 8 der Permeatpumpe 6 mündet. Zur Steuerung des Ablaufs des Restwasserbehälters 17 ist in der Ablaufleitung 19 ein Ablaufventil 20 vorgesehen, das im Öffnungssinn federbelastet ist und im Schließsinn über eine Beaufschlagungsleitung 21 mit dem eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters 1 beaufschlagt wird.
Da sich mit dem Sperren der Trinkwasserleitung 3 zufolge die Beaufschlagung des Sperrventils 16 durch die Steuereinrichtung 14 für den Füllstand im Trinkwassertank 5 die Druckverhältnisse zwischen der Ein- und Ausgangsseite des Membranfilters 1 ändern, können Schadstoffe von der Beaufschlagungsseite der Membran in die Permeatseite diffundieren, sodass das Permeat im Membranfilter 1 verunreinigt wird und bei einer neuen Ladung in den Trinkwassertank 5 gepumpt würde, wenn dieses verunreinigte Restwasser nicht in den Restwasserbehälter 17 abgeleitet wird. Ein neuer Ladevorgang wird eingeleitet, wenn die Steuereinrichtung 14 die Trinkwasserleitung 3 aufgrund eines Absinkens des Füllstands im Trinkwassertank 5 wegen einer entsprechenden Wasserentnahme wieder freigibt.
Da das Ablaufventil 20 des Restwasserbehälters 17 in der federbelasteten Grundstellung die Ablaufleitung 19 freigibt, ist der Restwasserbehälter 17 zu Beginn des Ladevorgangs geleert. Mit der Einleitung des Ladevorgangs wird das Ablaufventil 20 über die Beaufschlagungsleitung 21 mit dem eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters 1 beaufschlagt und dadurch geschlossen. Wegen des Überdrucks im Trinkwassertank 5 und des gegenüber dem Druck im Trinkwassertank 5 geringeren Drucks im Restwasserbehälter 17 wird das während der Stillstandzeit im Membranfilter 1 verunreinigte Restwasser mit der angesaugten Luft nicht über das Vorfilter 4 in den Trinkwassertank 5, sondern vor dem Nachfilter 4 in den Restwasserbehälter 17 abgezweigt. Das Wasser-Luftgemisch strömt solange in den Restwasserbehälter 17, bis der Druck im Restwasserbehälter 17 dem Druck im Trinkwassertank 5 entspricht, sodass dann aufgrund der geänderten Druckverhältnisse das Reinwasser-Luftgemisch über das Nachfilter 4 in den Trinkwassertank 5 gepumpt wird, bis der Ladevorgang über die Steuereinrichtung 14 durch ein Sperren der Trinkwasserleitung 3 beendet wird. Mit dem Sperren der Trinkwasserleitung 3 fällt der eingangsseitige Wasserdruck des Membranfilters 1 mit der Wirkung ab, dass das Ablaufventil 20 federbedingt in seine offene Grundstellung verlagert wird, was ein Ablaufen des Restwassers aus dem Restwasserbehälter 17 zur Folge hat. Die Vorrichtung ist somit für einen weiteren Ladevorgang bereit.
Durch eine Abstimmung der Größe des Restwasserbehälters 17 an das aufzunehmende Restwasservolumen wird in konstruktiv sehr einfacher Art sichergestellt, dass das verunreinigte Restwasser aus dem Membranfilter 1 zu Beginn eines jeden Ladevorgangs nicht in den Trinkwassertank 5, sondern in den Restwasserbehälter 17 gepumpt wird.
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

AT 396919 B [0002]

Claims

Vorrichtung zur Trinkwasseraufbereitung mit einem an eine Trinkwasserleitung (3) angeschlossenen Membranfilter (1) zur Umkehrosmose und mit einem durch eine Reinwasserleitung (11) an das Membranfilter (1) angeschlossenen, über ein Rückschlagventil (12) druckbeaufschlagbaren Trinkwassertank (5), der eine Steuereinrichtung (14) für den Füllstand umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein über ein Rückschlagventil (18) an die Reinwasserleitung (11) angeschlossener, druckbeaufschlagbarer Restwasserbehälter (17) vorgesehen ist, dessen Ablaufleitung (19) ein in Abhängigkeit vom eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters (1) schließbares Ablaufventil (20) aufweist, und dass in der Trinkwasserleitung (3) ein durch die Steuereinrichtung (14) für den Füllstand des Trinkwassertanks (5) betätigbares Sperrventil (16) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Reinwasserleitung (11) eine mithilfe des Abwassers des Membranfilters (1) antreibbare, an einen Luftansauganschluss (9) angeschlossene Permeatpumpe (6) vorgesehen ist und dass der Restwasserbehälter (17) stromabwärts der Permeatpumpe (6) an die Reinwasserleitung (11) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablaufventil (20) im Öffnungssinn federbelastet und im Schließsinn mit dem eingangsseitigen Wasserdruck des Membranfilters (1) beaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablaufleitung (19) des Restwasserbehälters (17) in eine Abwasserleitung (8) der Permeatpumpe (6) mündet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (14) für den Füllstand des Trinkwassertanks (5) einen das Sperrventil (16) beaufschlagenden Schwimmer (15) umfasst.