DE102022110516A1 - BYPASS DEVICE FOR A FLUID PROCESSING SYSTEM, FLUID PROCESSING SYSTEM COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR OPERATING A FLUID PROCESSING SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung stellt eine Bypass-Vorrichtung für ein Fluidaufbereitungssystem bereit, die Vorrichtung aufweisend: eine Bypass-Filtereinrichtung mit mindestens einem Bypass-Filterelement, wobei die Bypass-Filtereinrichtung dazu eingerichtet, ein Rohfluid über einen Rohfluideinlass zu empfangen, das Rohfluid durch Durchströmen des mindestens einen Bypass-Filterelements hinsichtlich partikulären Verunreinigungen zu filtrieren und ein gefiltertes Fluid als Bypass-Filtratfluid über einen Filtratauslass auszugeben, und eine Ventileinrichtung, welche mit der Bypass-Filtereinrichtung so verbunden ist, dass die Ventileinrichtung an ihrer Eingangsseite das Bypass-Filtratfluid von der Bypass-Filtereinrichtung empfängt, und welche dazu eingerichtet ist, sich zu öffnen und einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung von der Eingangsseite zu einer Ausgangsseite der Ventileinrichtung und damit durch die Bypass-Filtereinrichtung zu erlauben, wenn eine Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite der Ventileinrichtung minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite der Ventileinrichtung größer oder gleich einem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert ist. Ferner sind ein Fluidaufbereitungssystem mit einer Fluidfiltrationsvorrichtung und der Bypass-Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fluidaufbereitungssystems offenbart.The present invention provides a bypass device for a fluid processing system, the device comprising: a bypass filter device with at least one bypass filter element, the bypass filter device being adapted to receive a raw fluid via a raw fluid inlet, the raw fluid by flowing through the at least to filter a bypass filter element with regard to particulate contaminants and to output a filtered fluid as bypass filtrate fluid via a filtrate outlet, and a valve device which is connected to the bypass filter device in such a way that the valve device on its inlet side draws the bypass filtrate fluid from the bypass Filter device receives, and which is designed to open and allow a flow through the valve device from the input side to an output side of the valve device and thus through the bypass filter device when a pressure difference from fluid pressure on the input side of the valve device minus fluid pressure on the Output side of the valve device is greater than or equal to a predetermined pressure difference threshold value. Furthermore, a fluid processing system with a fluid filtration device and the bypass device as well as a method for operating such a fluid processing system are disclosed.
Description
Gebiet der ErfindungField of invention
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Bypass-Vorrichtung für ein Fluidaufbereitungssystem, ein Fluidaufbereitungssystem mit derselben und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fluidaufbereitungssystems. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Bypass-Vorrichtung für ein Fluidaufbereitungssystem, welche es erlaubt, eine unzureichende oder unterbrochene Fluidversorgung durch eine Fluidfiltrationsvorrichtung eines Fluidaufbereitungssystems zumindest teilweise zu kompensieren, ohne dabei ein nachgelagertes Fluidversorgungsnetz, welches ein zu versorgendes Objekt mit gefiltertem Fluid versorgt, mit partikulären Verunreinigungen zu belasten, sowie ein Fluidaufbereitungssystem mit derselben und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fluidaufbereitungssystems.The present invention relates generally to a bypass device for a fluid processing system, a fluid processing system with the same and a method for operating such a fluid processing system. The present invention relates in particular to a bypass device for a fluid processing system, which allows an insufficient or interrupted fluid supply to be at least partially compensated for by a fluid filtration device of a fluid processing system, without causing a downstream fluid supply network, which supplies an object to be supplied with filtered fluid, with particulate matter To load contaminants, as well as a fluid processing system with the same and a method for operating such a fluid processing system.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Es ist bekannt, dass Objekte ein Fluidversorgungsnetz aufweisen, um Fluid versorgt werden an zahlreichen Entnahmestellen für den Gebrauch zur Verfügung zu stellen. Ein Beispiel hierfür ist ein Trinkwasserversorgungsnetz in privaten, öffentlichen, gewerblichen oder industriellen Gebäuden, üblicherweise unterteilt in Kaltwassernetz und Warmwassernetz. Ein solches Trinkwasserversorgungsnetz in Gebäuden wird in der Regel von einer zentralen Wasserversorgung mit Rohtrinkwasser gespeist, beispielsweise einem öffentlichen Trinkwassernetz (aber auch zum Beispiel einem eigenen Brunnen).It is known that objects have a fluid supply network in order to make fluid supplies available for use at numerous withdrawal points. An example of this is a drinking water supply network in private, public, commercial or industrial buildings, usually divided into cold water network and hot water network. Such a drinking water supply network in buildings is usually fed with raw drinking water from a central water supply, for example a public drinking water network (but also, for example, your own well).
Das Rohtrinkwasser kann partikuläre Verunreinigungen enthalten, wie zum Beispiel Schmutzpartikel und/oder Mikroorganismen, insbesondere Bakterien (darunter insbesondere Legionellen). Zur Vermeidung von Verschmutzungen zur Verkeimung des gebäudeeigenen Trinkwasserversorgungsnetzes können sog. Ultrafiltrationsanlagen eingesetzt werden, welche zum Beispiel am zentralen Gebäudeeingang der Wasserversorgung, vor der Warmwasseraufbereitung oder auch direkt bei jedem Verbraucher installiert sein können. Solche Ultrafiltrationsanlagen sind in der Regel vollautomatisierte Anlagen mit vollautomatischen Betriebsablauf über eingebaute Steuerungssysteme.The raw drinking water may contain particulate contaminants, such as dirt particles and/or microorganisms, in particular bacteria (including in particular legionella). To avoid contamination and contamination of the building's own drinking water supply network, so-called ultrafiltration systems can be used, which can be installed, for example, at the central building entrance to the water supply, in front of the hot water preparation or directly at each consumer. Such ultrafiltration systems are usually fully automated systems with fully automatic operations via built-in control systems.
Die Ultrafiltrationsanlagen filtern die Verschmutzungen und Mikroorganismen über Größenausschluss physikalisch aus dem Rohtrinkwasser und stellen gefiltertes Wasser (auch Filtrat oder Filtratwasser) für das gebäudeeigene Trinkwasserversorgungsnetz zur Verfügung. Indem das gebäudeeigene Trinkwasserversorgungsnetz ausschließlich über Ultrafiltrationsanalgen mit Wasser, aus welchem die Verschmutzungen und Mikroorganismen entfernt sind, versorgt wird, können einerseits die Bildung von Biofilmen in den Wasserrohrleitungen verhindert werden und dadurch, aber auch generell die Wasserqualität im gebäudeeigenen Trinkwasserversorgungsnetz verbessert werden. Auf der anderen Seite kann durch die Entfernung der Mikroorganismen die etwaige Anreicherung von Bakterien (insbesondere Legionellen) in warmwasserführenden Leitungen stark reduziert werden und damit ist eine potentielle Absenkung der Warmwasservorlauftemperatur von 60°C auf 45°C überhaupt möglich. Hierdurch kann Energie zur Warmwassererzeugung eingespart werden, was unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten vorteilhaft ist.The ultrafiltration systems physically filter the contaminants and microorganisms out of the raw drinking water via size exclusion and make filtered water (also filtrate or filtrate water) available for the building's own drinking water supply network. By supplying the building's own drinking water supply network with water from which the contaminants and microorganisms have been removed exclusively via ultrafiltration systems, on the one hand the formation of biofilms in the water pipes can be prevented and thereby, but also in general, the water quality in the building's own drinking water supply network can be improved. On the other hand, by removing the microorganisms, the possible accumulation of bacteria (particularly legionella) in hot water pipes can be greatly reduced, making it possible to potentially lower the hot water flow temperature from 60°C to 45°C. This allows energy to be saved for generating hot water, which is advantageous from an economic and ecological point of view.
Die Installation von Ultrafiltrationsanlagen erfolgt am sinnvollsten am zentralen Gebäudeeingang der Trinkwasserversorgung, d.h. z.B. an der Übergabestelle vom öffentlichen Trinkwassernetz an das gebäudeeigene Trinkwasserversorgungsnetz, da dadurch ein hoher Grad an Hygiene und Wasserqualität im gesamten gebäudeeigene Trinkwasserversorgungsnetz am einfachsten und in zentraler Weise realisiert werden kann. Obwohl eigentlich am sinnvollsten, stellt die Installation am zentralen Gebäudeeingang derzeit jedoch die Ausnahme dar.The most sensible way to install ultrafiltration systems is at the central building entrance of the drinking water supply, i.e. e.g. at the transfer point from the public drinking water network to the building's own drinking water supply network, as this means that a high degree of hygiene and water quality can be achieved most easily and centrally throughout the building's own drinking water supply network. Although it actually makes the most sense, installation at the central building entrance is currently the exception.
Die Gründe sind einerseits, dass hier die größten Durchflüsse bzw. höchsten Entnahmespitzen zu erwarten sind und die Ultrafiltrationsanlagen entsprechend groß dimensioniert werden müssen. Die Dimensionierung der Ultrafiltrationsanlage am zentralen Gebäudeeingang erfolgt daher in der Praxis in der Regel so, dass diese nicht auf die zu erwarteten größten Durchflüsse bzw. höchsten Entnahmespitzen ausgelegt wird, sondern aus Kostengründen und auch Platzgründen kleiner dimensioniert wird, um den mittleren Wasserbedarf des Gebäudes abzudecken. Dies hat jedoch zur Folge, dass es bei dem Auftreten solch hoher Durchflüsse bzw. Entnahmespitzen zu einer unzureichenden Wasserversorgung im gebäudeeigene Trinkwasserversorgungsnetz kommen kann.The reasons are, on the one hand, that the highest flow rates and highest extraction peaks are to be expected here and the ultrafiltration systems must be dimensioned accordingly. In practice, the ultrafiltration system at the central building entrance is usually dimensioned in such a way that it is not designed for the expected largest flows or highest withdrawal peaks, but rather is dimensioned smaller for cost and space reasons in order to cover the average water requirement of the building . However, this means that when such high flows or withdrawal peaks occur, there may be an insufficient water supply in the building's drinking water supply network.
Andererseits bedeutet eine Ultrafiltrationsanlage am zentralen Gebäudeeingang der Trinkwasserversorgung, dass bei einer gelegentlich notwendig Rückspülung und/oder Reinigung der Ultrafiltrationsanlage, bei Wartung, Fehlfunktion oder Ausfall der Ultrafiltrationsanlagen kein Wasser mehr für die Verbraucher im gebäudeeigene Trinkwasserversorgungsnetz zur Verfügung steht. Die konventionellen vollautomatisierten Ultrafiltrationsanlagen stellen bei einer Rückspülung und/oder Reinigung der Ultrafiltrationsanlage für gewisse Zeit des gebäudeeigenen Trinkwasserversorgungsnetzes ein oder entnehmen sogar zusätzlich gefiltertes Wasser, welches für die Rückspülung eingesetzt wird. Bei Wartung, Fehlfunktion oder Ausfall der Ultrafiltrationsanlage ist die Ultrafiltrationsanlage außer Betrieb und es erfolgt ebenfalls keine Versorgung des gebäudeeigenen Trinkwasserversorgungsnetzes.On the other hand, an ultrafiltration system at the central building entrance of the drinking water supply means that if the ultrafiltration system occasionally needs to be backwashed and/or cleaned, or if the ultrafiltration system malfunctions or fails, water will no longer be available to consumers in the building's drinking water supply network. When the ultrafiltration system is backwashed and/or cleaned, the conventional fully automated ultrafiltration systems stop using the building's own drinking water supply network for a certain period of time or even take additional filtered water which is used for the backwashing. In the event of maintenance, malfunction or failure of the ultrafiltration system, the ultrafiltration system is out of service Operation and there is also no supply to the building's own drinking water supply network.
Die obigen Probleme stellen einerseits einen Komfortverlust für die Nutzer des gebäudeeigenen Trinkwasserversorgungsnetzes dar, da die Wasserversorgung in einem Gebäude unzureichend sein kann (z.B. unzureichend Wasser beim Duschen oder Baden, etc. zur Verfügung steht) oder die Wasserversorgung in einem Gebäude sogar für gewisse Zeit unterbrochen sein kann. Es können andererseits auch sicherheitsrelevante (insbesondere brandschutztechnische) Probleme auftreten, beispielsweise wenn aufgrund der Unterbrechung der Wasserversorgung eine unzureichende Versorgung mit Löschwasser, z.B. von für Brandbekämpfungsanlagen oder Löschwasserentnahmestellen, auftritt.On the one hand, the above problems represent a loss of comfort for the users of the building's own drinking water supply network, as the water supply in a building can be inadequate (e.g. there is insufficient water available when showering or bathing, etc.) or the water supply in a building can even be interrupted for a certain period of time can be. On the other hand, safety-relevant (particularly fire protection) problems can also arise, for example if, due to the interruption of the water supply, there is an insufficient supply of extinguishing water, e.g. for fire-fighting systems or extinguishing water extraction points.
Eine Möglichkeit, diese Probleme generell zu umgehen, ist es, die Ultrafiltrationsanlagen am zentralen Gebäudeeingang mehrstraßig mit unabhängigen Linien zu konzipieren. Eine Mehrstraßigkeit in hoher technischer Ausführung, d.h. mit mehreren voneinander unabhängigen Ultrafiltrationsanlagen (gegebenenfalls sogar mit eigener Notstromversorgung), ist aber immer mit erheblich höheren Investitionskosten für die Planung und Installation sowie auch erheblich höheren Betriebskosten verbunden.One way to generally avoid these problems is to design the ultrafiltration systems at the central building entrance in multiple streets with independent lines. However, a multi-line system with a high technical design, i.e. with several independent ultrafiltration systems (possibly even with their own emergency power supply), is always associated with significantly higher investment costs for planning and installation as well as significantly higher operating costs.
Es besteht somit ein Bedarf nach neuen, kostengünstigen und weniger komplexen Lösungen, um eine ausreichende Wasserversorgung in einem Gebäude bei hohen Durchflüsse bzw. Entnahmespitzen sicherzustellen und um eine Not-Wasserversorgung mit gefiltertem Wasser bei einer Unterbrechung der Wasserversorgung durch die Ultrafiltrationsanlage bereitzustellen, ohne das gebäudeeigene Trinkwasserversorgungsnetz mit Verschmutzungen oder Mikroorganismen zu kompromittieren. Mit anderen Worten besteht ein Bedarf nach einer Verbesserung bei Komfort, Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit von Fluidaufbereitungssystemen mit Ultrafiltrationsanlagen, nach der Lösung sicherheitsrelevanter Problemsituationen, insbesondere in Bezug auf Brandschutz, sowie nach einer kostengünstigen und weniger komplexen Lösung gegenüber mehrstraßigen oder überdimensionierten Anlagen.There is therefore a need for new, cost-effective and less complex solutions to ensure an adequate water supply in a building during high flows or withdrawal peaks and to provide an emergency water supply with filtered water in the event of an interruption of the water supply by the ultrafiltration system, without the building's own Compromising the drinking water supply network with contamination or microorganisms. In other words, there is a need for an improvement in the comfort, reliability and reliability of fluid processing systems with ultrafiltration systems, for solving safety-relevant problem situations, especially with regard to fire protection, as well as for a cost-effective and less complex solution compared to multi-line or oversized systems.
Obwohl vorstehend mit speziellem Bezug auf die Trinkwasserversorgung von Gebäuden erläutert, besteht der erläuterte Bedarf auch in zahlreichen anderen Anwendungen, beispielsweise bei Prozesswasser für chemische oder industrielle Prozesse.Although explained above with specific reference to the drinking water supply to buildings, the need explained also exists in numerous other applications, for example process water for chemical or industrial processes.
Kurze Erläuterung der ErfindungBrief explanation of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Probleme in der bekannten Technik ganz oder zumindest teilweise zu lösen und die noch immer bestehenden Bedürfnisse zu befriedigen. Hierzu stellt die vorliegende Erfindung eine Bypass-Vorrichtung für ein Fluidaufbereitungssystem, ein Fluidaufbereitungssystem mit derselben sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fluidaufbereitungssystems bereit. Die vorliegende Erfindung kann durch Verwendung der Bypass-Vorrichtung eine kostengünstige und weniger komplexe Lösung bereitstellen, um hohen Durchflüsse bzw. Entnahmespitzen in einem objekteigenen Fluidversorgungsnetz eines zu versorgenden Objekts zumindest teilweise zu kompensieren und um eine Not-Fluidversorgung mit gefiltertem Fluid bei einer Unterbrechung der Fluidversorgung durch eine (Haupt-)Fluidfiltrationsvorrichtung bereitzustellen, ohne dabei das objekteigene Fluidversorgungsnetz mit Verschmutzungen oder Mikroorganismen zu kompromittieren. Die vorliegende Erfindung kann somit Komfort, Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit solcher Fluidaufbereitungssystemen auf kostengünstige Weise verbessern und erlaubt die Konzipierung kleiner dimensionierter und kompakterer Fluidfiltrationsvorrichtungen (z.B. kleiner dimensionierter und kompakterer Ultrafiltrationsanlagen).The present invention is based on the object of completely or at least partially solving the above-mentioned problems in the known technology and of satisfying the still existing needs. For this purpose, the present invention provides a bypass device for a fluid processing system, a fluid processing system with the same and a method for operating such a fluid processing system. By using the bypass device, the present invention can provide a cost-effective and less complex solution to at least partially compensate for high flows or withdrawal peaks in an object's own fluid supply network of an object to be supplied and to provide an emergency fluid supply with filtered fluid in the event of an interruption in the fluid supply by a (main) fluid filtration device without compromising the object's own fluid supply network with contamination or microorganisms. The present invention can thus improve the comfort, reliability and reliability of such fluid treatment systems in a cost-effective manner and allows the design of smaller-sized and more compact fluid filtration devices (e.g. smaller-sized and more compact ultrafiltration systems).
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann eine Bypass-Vorrichtung für ein Fluidaufbereitungssystem aufweisen: eine Bypass-Filtereinrichtung mit mindestens einem Bypass-Filterelement, wobei die Bypass-Filtereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein Rohfluid über einen Rohfluideinlass zu empfangen, das Rohfluid durch Durchströmen des mindestens einen Bypass-Filterelements hinsichtlich partikulären Verunreinigungen, insbesondere Schmutzpartikel und Mikroorganismen, zu filtrieren und ein gefiltertes Fluid als Bypass-Filtratfluid über einen Filtratauslass auszugeben, und eine Ventileinrichtung, welche mit der Bypass-Filtereinrichtung so verbunden ist, dass die Ventileinrichtung an ihrer Eingangsseite das Bypass-Filtratfluid von der Bypass-Filtereinrichtung empfängt, und welche dazu eingerichtet ist, sich zu öffnen und einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung von der Eingangsseite zu einer Ausgangsseite der Ventileinrichtung und damit durch die Bypass-Filtereinrichtung zu erlauben, wenn eine Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite der Ventileinrichtung minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite der Ventileinrichtung größer oder gleich einem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert ist.According to one aspect of the present invention, a bypass device for a fluid processing system may comprise: a bypass filter device with at least one bypass filter element, the bypass filter device being configured to receive a raw fluid via a raw fluid inlet, the raw fluid by flowing through the at least a bypass filter element to filter particulate contaminants, in particular dirt particles and microorganisms, and to output a filtered fluid as a bypass filtrate fluid via a filtrate outlet, and a valve device which is connected to the bypass filter device in such a way that the valve device forms the bypass on its inlet side -Filtrate fluid receives from the bypass filter device, and which is designed to open and allow a flow through the valve device from the input side to an output side of the valve device and thus through the bypass filter device when a pressure difference from fluid pressure on the input side the valve device minus fluid pressure on the outlet side of the valve device is greater than or equal to a predetermined pressure difference threshold value.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Vorrichtung eine Bypass-Leitung, entlang welcher die Bypass-Filtereinrichtung und die Ventileinrichtung der Reihe nach angeordnet sind, aufweisen.In a further exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the bypass device can have a bypass line along which the bypass filter device and the valve device are arranged in sequence.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Vorrichtung ferner ein Gehäuse aufweisen, in welchem die Ventileinrichtung und die Bypass-Filtereinrichtung untergebracht sind.In a further exemplary embodiment of the bypass device of the present invention The bypass device can also have a housing in which the valve device and the bypass filter device are accommodated.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Leitung aufweisen: eine Bypass-Zuführleitung, welche mit der Bypass-Filtereinrichtung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, der Bypass-Filtereinrichtung das Rohfluid zuzuführen, eine Zwischenverbindungsleitung, welche mit dem Filtratauslass der Bypass-Filtereinrichtung und mit der Eingangsseite der Ventileinrichtung (z.B. mit einem Eingangsanschluss der Ventileinrichtung auf deren Eingangsseite) verbunden ist, und eine Bypass-Abführleitung, welche mit der Ausgangsseite der Ventileinrichtung (z.B. mit einem Ausgangsanschluss der Ventileinrichtung auf deren Ausgangsseite) verbunden ist.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the bypass line may have: a bypass supply line, which is connected to the bypass filter device and is designed to supply the raw fluid to the bypass filter device, an intermediate connection line, which with the filtrate outlet of the bypass filter device and with the input side of the valve device (e.g. with an input connection of the valve device on its input side), and a bypass discharge line, which is connected to the output side of the valve device (e.g. with an output connection of the valve device on its output side) connected is.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann das Gehäuse ferner einen Gehäuseeinlassanschluss, welcher dazu eingerichtet ist, mit Rohfluid versorgt zu werden, und einen Gehäuseauslassanschluss, welcher dazu eingerichtet ist, das Bypass-Filtratfluid auszulassen, aufweisen. Ferner kann die Bypass-Vorrichtung eine Einlassanschlussleitung, welche in dem Gehäuse untergebracht ist und den Gehäuseeinlassanschluss mit dem Rohfluideinlass der Bypass-Filtereinrichtung verbindet, eine Gehäuse-Zwischenverbindungsleitung, welche in dem Gehäuse untergebracht ist und den Filtratauslass der Bypass-Filtereinrichtung mit der Eingangsseite der Ventileinrichtung (z.B. mit einem Eingangsanschluss der Ventileinrichtung auf deren Eingangsseite) verbindet, und eine Auslassanschlussleitung, welche in dem Gehäuse untergebracht ist und die Ausgangsseite der Ventileinrichtung (z.B. einen Ausgangsanschluss der Ventileinrichtung auf deren Ausgangsseite) mit dem Gehäuseauslassanschluss verbindet, aufweisen.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the housing may further include a housing inlet port configured to be supplied with raw fluid and a housing outlet port configured to discharge the bypass filtrate fluid. Further, the bypass device may include an inlet connection line, which is housed in the housing and connects the housing inlet port to the raw fluid inlet of the bypass filter device, a housing interconnection line, which is housed in the housing, and the filtrate outlet of the bypass filter device to the inlet side of the valve device (e.g. with an input port of the valve device on its input side), and an outlet connection line, which is housed in the housing and connects the output side of the valve device (e.g. an output port of the valve device on its output side) with the housing outlet port.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann das mindestens eine Bypass-Filterelement der Bypass-Filtereinrichtung ein Membranfilterelement sein, welches dazu eingerichtet ist, partikuläre Verunreinigungen, insbesondere Schmutzpartikel und Mikroorganismen, darunter insbesondere Legionellen, mittels Größenausschluss physikalisch aus dem Rohfluid, welches die Bypass-Filtereinrichtung durchströmt, zu entfernen. Das Membranfilterelement der Bypass-Filtereinrichtung kann zum Beispiel eine nominelle Porengröße von maximal 0,1 µm , vorzugsweise maximal 0,02 µm, aufweisen und kann dazu eingerichtet sein, eine Ultrafiltration durchzuführen.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the at least one bypass filter element of the bypass filter device can be a membrane filter element which is designed to physically remove particulate contaminants, in particular dirt particles and microorganisms, including in particular legionella, by means of size exclusion To remove raw fluid that flows through the bypass filter device. The membrane filter element of the bypass filter device can, for example, have a nominal pore size of a maximum of 0.1 μm, preferably a maximum of 0.02 μm, and can be designed to carry out ultrafiltration.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann stromaufwärts der Bypass-Filtereinrichtung ein erstes Absperrorgan (z.B. ein erstes Absperrventil) vorgesehen sein und kann stromabwärts der Bypass-Filtereinrichtung zwischen der Bypass-Filtereinrichtung und der Ventileinrichtung ein zweites Absperrorgan (z.B. ein zweites Absperrventil) vorgesehen sein, wobei das erste und das zweite Absperrorgan dazu eingerichtet sein können, die Zufuhr von Rohfluid an die Bypass-Filtereinrichtung und die Abfuhr von Filtratfluid von der Bypass-Filtereinrichtung zu unterbinden. Hierdurch kann der Ausbau der Bypass-Filtereinrichtung (z.B. zum Austausch oder zur Reinigung) im Falle planmäßiger Wartungsarbeiten oder außerplanmäßiger Wartungsarbeiten erleichtert werden, da der Leitungsabschnitt mit der Bypass-Filtereinrichtung durch die beiden Absperrorgane abgesperrt werden kann.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, a first shut-off device (e.g. a first shut-off valve) can be provided upstream of the bypass filter device and a second shut-off device (e.g. a second shut-off device (e.g. a second shut-off valve) may be provided, wherein the first and second shut-off elements can be designed to prevent the supply of raw fluid to the bypass filter device and the removal of filtrate fluid from the bypass filter device. This makes it easier to remove the bypass filter device (e.g. for replacement or cleaning) in the event of scheduled maintenance work or unscheduled maintenance work, since the line section with the bypass filter device can be shut off by the two shut-off devices.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Ventileinrichtung frei von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Bypass-Filtereinrichtung frei von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Ventileinrichtung als eine (z.B. reinmechanische Druckdifferenzventileinrichtung ausgebildet sein, wobei optional die Ventileinrichtung ausschließlich durch die Druckdifferenz zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite der Ventileinrichtung öffenbar und schließbar ist. In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Ventileinrichtung so ausgestaltet sein, dass sie sich (z.B. ausschließlich) selbständig öffnet oder schließt. In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Ventileinrichtung als eine hybride Druckdifferenzventileinrichtung ausgebildet sein, welche so eingerichtet ist, dass sie, zusätzlich zum druckdifferenzabhängigen Öffnen (z.B. Zulassen des Durchflusses) und Schließen, zwangsweise durch einen von extern steuerbaren Betätigungsmechanismus öffenbar und schließbar ist. Der von extern steuerbare Betätigungsmechanismus kann beispielsweise ein manueller (z.B. manuell-mechanischer), ein elektromechanischer oder elektromagnetischer Betätigungsmechanismus sein.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the valve device can be designed to be free of electrical and/or electronic components. Additionally or alternatively, the bypass filter device can be designed to be free of electrical and/or electronic components. Additionally or alternatively, the valve device can be designed as a (e.g. purely mechanical pressure difference valve device, wherein optionally the valve device can be opened and closed exclusively by the pressure difference between the inlet side and outlet side of the valve device. In a further exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the valve device can be so be designed so that it opens or closes (e.g. exclusively) independently. In a further exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the valve device can be designed as a hybrid pressure difference valve device, which is set up in such a way that, in addition to the pressure difference-dependent opening ( e.g. allowing the flow) and closing, can be forcibly opened and closed by an externally controllable actuating mechanism. The externally controllable actuating mechanism can, for example, be a manual (e.g. manual-mechanical), an electromechanical or electromagnetic actuation mechanism.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Ventileinrichtung ein proportionales Verhalten aufweisen, bei welchem sich die Ventileinrichtung mit steigender Druckdifferenz zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite der Ventileinrichtung weiter öffnet, wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite der Ventileinrichtung minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite der Ventileinrichtung größer oder gleich einem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert für das Öffnen ist. Ferner kann der vorbestimmte Druckdifferenzschwellenwert zwischen 0,5 bar und 5 bar liegen. Vorzugsweise kann der vorbestimmte Druckdifferenzschwellenwert zwischen 1,8 bar und 2,2 bar liegen. Beispielsweise kann der vorbestimmte Druckdifferenzschwellenwert zumindest im Wesentlichen 2 bar betragen.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the valve device can have a proportional behavior in which the valve device opens further with increasing pressure difference between the inlet side and the outlet side of the valve device, if the pressure difference consists of fluid pressure on the inlet side of the valve device minus fluid pressure on the outlet side of the valve Oil device is greater than or equal to a predetermined pressure difference threshold for opening. Furthermore, the predetermined pressure difference threshold can be between 0.5 bar and 5 bar. Preferably, the predetermined pressure difference threshold can be between 1.8 bar and 2.2 bar. For example, the predetermined pressure difference threshold can be at least substantially 2 bar.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Vorrichtung ferner einen oder mehrere Sensoren aufweisen, welche dazu eingerichtet sind, Informationen über mindestens einen/einer von einem Druck des Bypass-Filtratfluids und einer Durchflussrate des Bypass-Filtratfluids zu erfassen. Der einen oder die mehreren Sensoren können zum Beispiel einen Drucksensor zum Messen eines Drucks des Bypass-Filtratfluids (z.B. insbesondere stromaufwärts und/oder stromabwärts der Ventileinrichtung), einen Durchflussmengensensor zum Messen der Durchflussrate des Bypass-Filtratfluids und/oder dergleichen aufweisen. Der eine oder die mehreren Sensoren können zum Beispiel mechanische Sensoren sein, welche die gemessenen Informationen visuell (z.B. auf einer Skala) ausgeben, oder können elektrische oder elektronische Sensoren sein, welche die gemessenen Informationen in Form von Daten, elektrischen Signalen und dergleichen ausgeben.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the bypass device may further comprise one or more sensors configured to provide information about at least one of a pressure of the bypass filtrate fluid and a flow rate of the bypass filtrate fluid capture. The one or more sensors may, for example, have a pressure sensor for measuring a pressure of the bypass filtrate fluid (e.g. in particular upstream and/or downstream of the valve device), a flow rate sensor for measuring the flow rate of the bypass filtrate fluid and/or the like. For example, the one or more sensors may be mechanical sensors that output the measured information visually (e.g. on a scale), or may be electrical or electronic sensors that output the measured information in the form of data, electrical signals, and the like.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Bypass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Vorrichtung ferner eine Datenverarbeitungseinrichtung aufweisen, welche elektrisch mit dem einen oder den mehreren Sensoren verbunden ist und welche dazu eingerichtet ist, die von dem einen oder den mehreren Sensoren gelieferten Informationen zu verarbeiten und aufzuzeichnen.In yet another exemplary embodiment of the bypass device of the present invention, the bypass device may further comprise a data processing device which is electrically connected to the one or more sensors and which is set up to process the information supplied by the one or more sensors to process and record.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Fluidaufbereitungssystem (z.B. ein Trinkwasseraufbereitungssystem) aufweisen: eine Rohfluidzuleitung, welche dazu eingerichtet ist, mit einem Rohfluidversorgungsnetz verbunden zu sein, eine Filtratleitung, welche dazu eingerichtet ist, mit einem Filtratfluidversorgungsnetz eines zu versorgenden Objekts verbunden zu sein, eine Fluidfiltrationsvorrichtung (z.B. eine Ultrafiltrationsanlage), welche eine Hauptsteuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Fluidfiltrationsvorrichtung zu steuern, und mindestens ein Haupt-Filterelement aufweist, welches dazu eingerichtet ist, das Rohfluid von der Rohfluidzuleitung zu empfangen, partikuläre Verunreinigungen, insbesondere Schmutzpartikel und Mikroorganismen, aus dem Rohfluid zu entfernen und ein gefiltertes Fluid als Haupt-Filtratfluid über die Filtratleitung auszugeben, und eine Bypass-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung (z.B. gemäß einer oder mehreren der vorstehend erläuterten Ausgestaltungen), wobei die Bypass-Vorrichtung mit der Rohfluidzuleitung und der Filtratleitung verbunden ist und dazu eingerichtet ist, einen Durchfluss durch die Bypass-Filtereinrichtung der Bypass-Vorrichtung unter Umgehung der Fluidfiltrationsvorrichtung zu erlauben, wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert ist.According to one aspect of the present invention, a fluid treatment system (e.g. a drinking water treatment system) may have: a raw fluid supply line which is designed to be connected to a raw fluid supply network, a filtrate line which is designed to be connected to a filtrate fluid supply network of an object to be supplied, a fluid filtration device (e.g. an ultrafiltration system), which has a main control device, which is set up to control the operation of the fluid filtration device, and at least one main filter element, which is set up to receive the raw fluid from the raw fluid supply line, particulate contaminants, in particular dirt particles and microorganisms, from the raw fluid and to output a filtered fluid as the main filtrate fluid via the filtrate line, and a bypass device according to the present invention (e.g. according to one or more of the embodiments explained above), wherein the bypass device with the raw fluid supply line and the filtrate line and is designed to allow a flow through the bypass filter device of the bypass device bypassing the fluid filtration device if the pressure difference is fluid pressure on the inlet side of the valve device of the bypass device minus fluid pressure on the outlet side of the valve device Bypass device is greater than or equal to the predetermined pressure difference threshold.
Das Fluidaufbereitungssystem der vorliegenden Erfindung verfügt über die Fluidfiltrationsvorrichtung, durch welche im Normalbetrieb das Filtratfluidversorgungsnetz des zu versorgenden Objekts mit gefilterten Fluid versorgt wird, und verfügt über die Bypass-Vorrichtung, welche druckdifferenzabhängig (d.h. bedarfsabhängig) zusätzlich zur Fluidfiltrationsvorrichtung oder alternativ zur Fluidfiltrationsvorrichtung zugeschaltet wird und dem Filtratfluidversorgungsnetz gefiltertes Fluid parallel zur und unter Umgehung der Fluidfiltrationsvorrichtung zuführen kann. In einem Fluidaufbereitungssystem der vorliegenden Erfindung fungiert die Fluidfiltrationsvorrichtung folglich als eine Haupteinheit (z.B. Haupt-Fluidfiltrationsvorrichtung) und fungiert die Bypass-Vorrichtung als eine Sicherheitseinheit. Durch paralleles Vorsehen der Fluidfiltrationsvorrichtung und der Bypass-Vorrichtung in dem Fluidaufbereitungssystem der vorliegenden Erfindung und bedarfsabhängige Zuschaltung der Bypass-Vorrichtung können die eingangsgenannten Probleme ganz oder teilweise gelöst und die gewünschten Effekte erzielt werden.The fluid processing system of the present invention has the fluid filtration device, through which the filtrate fluid supply network of the object to be supplied is supplied with filtered fluid during normal operation, and has the bypass device, which is switched on depending on the pressure difference (i.e. depending on demand) in addition to the fluid filtration device or as an alternative to the fluid filtration device and can supply filtered fluid to the filtrate fluid supply network parallel to and bypassing the fluid filtration device. Thus, in a fluid treatment system of the present invention, the fluid filtration device functions as a main unit (e.g., main fluid filtration device) and the bypass device functions as a safety unit. By providing the fluid filtration device and the bypass device in parallel in the fluid processing system of the present invention and switching on the bypass device as needed, the problems mentioned at the beginning can be solved in whole or in part and the desired effects can be achieved.
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Leitung von der Rohfluidzuleitung stromaufwärts der Fluidfiltrationsvorrichtung abzweigen und in die Filtratleitung stromabwärts der Fluidfiltrationsvorrichtung einmünden.In a further exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, the bypass line can branch off from the raw fluid supply line upstream of the fluid filtration device and open into the filtrate line downstream of the fluid filtration device.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Vorrichtung dazu eingerichtet sein, das Bypass-Filtratfluid, zusätzlich zum Haupt-Filtratfluid der Fluidfiltrationsvorrichtung, in die Filtratleitung zu liefern, um einen Druck und/oder eine Durchflussmenge in der Filtratleitung zu erhöhen, wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert ist.In yet another exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, the bypass device may be configured to deliver the bypass filtrate fluid, in addition to the main filtrate fluid of the fluid filtration device, into the filtrate line in order to maintain a pressure and/or a flow rate in the filtrate line to increase if the pressure difference from fluid pressure on the inlet side of the valve device of the bypass device minus fluid pressure on the outlet side of the valve device of the bypass device is greater than or equal to the predetermined pressure difference threshold value.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann das Fluidaufbereitungssystem ferner aufweisen: eine Rückspülleitung, welche von der Filtratleitung abgezweigt ist und dazu eingerichtet ist, die Filtratleitung über ein Rückspülventil in der Fluidfiltrationsvorrichtung wahlweise mit dem mindestens einen Haupt-Filterelement zu verbinden, und eine Kanalablaufleitung, welche dazu eingerichtet ist, mit einem Fluidableitkanalsystem, insbesondere einem öffentlichen Abwasserkanalsystem, verbunden zu sein. Die Rückspülleitung kann mit der Filtratleitung und der Fluidfiltrationsvorrichtung verbunden sein, so dass bei geöffnetem Rückspülventil gefiltertes Fluid von der Filtratleitung über die Rückspülleitung durch das mindestens eine Haupt-Filterelement in die Kanalablaufleitung zurückströmt.In yet another exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, the fluid processing system can further comprise: a backwash line, which is branched off from the filtrate line and is designed to selectively connect the filtrate line to the at least one main filter element via a backwash valve in the fluid filtration device, and a sewer drain line, which is designed to be connected to a fluid drainage sewer system, in particular a public sewer system. The backwash line can be connected to the filtrate line and the fluid filtration device, so that when the backwash valve is open, filtered fluid flows back from the filtrate line via the backwash line through the at least one main filter element into the channel drain line.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann das Fluidaufbereitungssystem bei geöffnetem Rückspülventil dazu eingerichtet sein, das Filtratfluidversorgungsnetz ausschließlich über die Bypass-Vorrichtung zu versorgen.In yet another exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, when the backwash valve is open, the fluid processing system can be set up to supply the filtrate fluid supply network exclusively via the bypass device.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann die Fluidfiltrationsvorrichtung eine Ultrafiltrationsanlage sein und kann das mindestens eine Haupt-Filterelement der Fluidfiltrationsvorrichtung ein Membranfilterelement ist, welches dazu eingerichtet ist, partikuläre Verunreinigungen, insbesondere Schmutzpartikel und Mikroorganismen, darunter insbesondere Legionellen, mittels Größenausschluss physikalisch aus dem Rohfluid zu entfernen. In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung können das mindestens eine Bypass-Filterelement und das mindestens eine Haupt-Filterelement im Wesentlichen identische Filtrationseigenschaften aufweisen. Mit Filtrationseigenschaften können beispielsweise die nominelle Porengröße, Zum Beispiel können das mindestens eine Bypass-Filterelement und das mindestens eine Haupt-Filterelement identisch sind.In yet another exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, the fluid filtration device can be an ultrafiltration system and the at least one main filter element of the fluid filtration device can be a membrane filter element which is designed to remove particulate contaminants, in particular dirt particles and microorganisms, including in particular legionella, by means of size exclusion physically removed from the raw fluid. In yet another exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, the at least one bypass filter element and the at least one main filter element may have substantially identical filtration properties. With filtration properties, for example, the nominal pore size. For example, the at least one bypass filter element and the at least one main filter element can be identical.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann das Rohfluidversorgungsnetz ein öffentliches Trinkwasserversorgungsnetz sein und kann das Filtratfluidversorgungsnetz ein objekteigenes (z.B. gebäudeeigenes) Trinkwasserversorgungsnetz eines zu versorgenden Objekts, z.B. eines Gebäudes, sein. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt. Das Rohfluidversorgungsnetz kann auch ein nicht-öffentliches Trinkwasserversorgungsnetz sein, beispielsweise ein durch einen eigenen (privaten) Brunnen gespeistes Trinkwasserversorgungsnetz sein. Das zu versorgende Objekt kann nicht nur ein Gebäude sein, sondern kann auch ein Fahrzeug (beispielsweise ein Zug, ein Flugzeug, ein Schiff oder dergleichen) oder dergleichen sein. Bei dem Rohfluid des Rohfluidversorgungsnetzes kann es sich um eine beliebige zu filtrierende Flüssigkeit handeln, insbesondere Wasser. Im Falle von Wasser kann es sich um Trinkwasser, Prozesswasser für chemische oder industrielle Prozesse oder dergleichen handeln.In yet another exemplary embodiment of the fluid treatment system of the present invention, the raw fluid supply network can be a public drinking water supply network and the filtrate fluid supply network can be an object's own (e.g. building's own) drinking water supply network of an object to be supplied, e.g. a building. However, the present invention is not limited to this. The raw fluid supply network can also be a non-public drinking water supply network, for example a drinking water supply network fed by its own (private) well. The object to be supplied can not only be a building, but can also be a vehicle (for example a train, an airplane, a ship or the like) or the like. The raw fluid of the raw fluid supply network can be any liquid to be filtered, in particular water. In the case of water, it can be drinking water, process water for chemical or industrial processes or the like.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann der maximal mögliche Durchfluss der Bypass-Vorrichtung zwischen 1/3 und 1/5, vorzugsweise 1/4, des maximal möglichen Durchflusses der Fluidfiltrationsvorrichtung betragen.In yet another exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, the maximum possible flow of the bypass device can be between 1/3 and 1/5, preferably 1/4, of the maximum possible flow of the fluid filtration device.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Fluidaufbereitungssystems der vorliegenden Erfindung kann die Hauptsteuereinrichtung der Fluidfiltrationsvorrichtung elektrisch mit dem einen oder den mehreren Sensoren der Bypass-Vorrichtung verbunden sein und dazu eingerichtet sein, die von dem einen oder den mehreren Sensoren gelieferten Informationen zu verarbeiten und aufzuzeichnen. Mit anderen Worten kann die Hauptsteuereinrichtung der Fluidfiltrationsvorrichtung zusätzlich oder alternativ zur Datenverarbeitungseinrichtung der Bypass-Vorrichtung die Informationen von dem einen oder den mehreren Sensoren empfangen, verarbeiten und speichern.In yet another exemplary embodiment of the fluid processing system of the present invention, the main controller of the fluid filtration device may be electrically connected to the one or more sensors of the bypass device and configured to process and record the information provided by the one or more sensors. In other words, the main control device of the fluid filtration device can receive, process and store the information from the one or more sensors in addition to or as an alternative to the data processing device of the bypass device.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fluidaufbereitungssystems mit einer Fluidfiltrationsvorrichtung und einer Bypass-Vorrichtung bereitgestellt. Das Fluidaufbereitungssystem kann zum Beispiel ein hierin beschriebenes Fluidaufbereitungssystem gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sein. Das Verfahren kann aufweisen: Versorgen eines Filtratfluidversorgungsnetzes eines zu versorgenden Objekts mit gefiltertem Fluid durch eine Fluidfiltrationsvorrichtung, welche Rohfluid durch Filtration in gefiltertes Fluid wandelt, und wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf einer Eingangsseite einer Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung minus Fluiddruck auf einer Ausgangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung größer oder gleich einem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert ist, zusätzliches oder alternatives Versorgen des Filtratfluidversorgungsnetzes mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung, welche Rohfluid durch Filtration in gefiltertes Fluid wandelt und das gefilterte Fluid dem Filtratfluidversorgungsnetz unter Umgehung der Fluidfiltrationsvorrichtung zuführt.According to one aspect of the present invention, a method for operating a fluid treatment system with a fluid filtration device and a bypass device is provided. The fluid processing system may be, for example, a fluid processing system described herein in accordance with various embodiments of the present invention. The method may include: supplying a filtrate fluid supply network of an object to be supplied with filtered fluid through a fluid filtration device which converts raw fluid into filtered fluid by filtration, and when the pressure difference is fluid pressure on an input side of a valve device of the bypass device minus fluid pressure on an output side of the valve device the bypass device is greater than or equal to a predetermined pressure difference threshold, additionally or alternatively supplying the filtrate fluid supply network with filtered fluid through the bypass device, which converts raw fluid into filtered fluid by filtration and supplies the filtered fluid to the filtrate fluid supply network, bypassing the fluid filtration device.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann das Versorgen des Filtratfluidversorgungsnetzes mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung zusätzlich zur Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes durch die Fluidfiltrationsvorrichtung erfolgen, wenn im Filtratfluidversorgungsnetz eine derartige Fluidentnahme, für welche die Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes durch die Fluidfiltrationsvorrichtung unzureichend ist, auftritt, so dass die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert wird.In yet another exemplary embodiment of the method of the present invention The supply of the filtrate fluid supply network with filtered fluid through the bypass device can be carried out in addition to the supply of the filtrate fluid supply network through the fluid filtration device if such fluid removal occurs in the filtrate fluid supply network, for which the supply of the filtrate fluid supply network by the fluid filtration device is insufficient, so that the pressure difference from fluid pressure on the input side of the valve device of the bypass device minus fluid pressure on the output side of the valve device of the bypass device becomes greater than or equal to the predetermined pressure difference threshold value.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann das Versorgen des Filtratfluidversorgungsnetzes mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung alternativ zur Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes durch die Fluidfiltrationsvorrichtung erfolgen, wenn die Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes durch die Fluidfiltrationsvorrichtung unterbrochen ist, so dass die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert wird.In yet another exemplary embodiment of the method of the present invention, supplying the filtrate fluid supply network with filtered fluid through the bypass device can take place as an alternative to supplying the filtrate fluid supply network through the fluid filtration device when the supply of the filtrate fluid supply network through the fluid filtration device is interrupted, so that the pressure difference Fluid pressure on the input side of the valve device of the bypass device minus fluid pressure on the output side of the valve device of the bypass device becomes greater than or equal to the predetermined pressure difference threshold.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann das Versorgen des Filtratfluidversorgungsnetzes mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung durch selbstständiges Öffnen der Ventileinrichtung der Bypass-Vorrichtung erfolgen.In yet another exemplary embodiment of the method of the present invention, the filtrate fluid supply network can be supplied with filtered fluid through the bypass device by automatically opening the valve device of the bypass device.
In noch einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren ferner das Beenden des zusätzlichen oder alternativen Versorgens des Filtratfluidversorgungsnetzes mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung, wenn die Druckdifferenz kleiner dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert wird, aufweisen.In yet another exemplary embodiment of the method of the present invention, the method may further comprise terminating the additional or alternative supply of filtered fluid to the filtrate fluid supply network by the bypass device when the pressure difference becomes less than the predetermined pressure difference threshold.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
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1 stellt eine schematische Darstellung eines Fluidaufbereitungssystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.1 illustrates a schematic representation of a fluid processing system according to an exemplary embodiment of the present invention. -
2 stellt eine schematische Darstellung eines Fluidaufbereitungssystems gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.2 illustrates a schematic representation of a fluid processing system according to another exemplary embodiment of the present invention. -
3 ist eine schematische Darstellung der Bypass-Vorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Fluidaufbereitungssystem nach2 .3 is a schematic representation of the bypass device according to an exemplary embodiment of the present invention in the fluid processing system2 . -
4 ist eine schematische Darstellung der Bypass-Vorrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Fluidaufbereitungssystem nach2 .4 is a schematic representation of the bypass device according to a further exemplary embodiment of the present invention in the fluid processing system2 . -
5 stellt einen Normalbetriebszustand in dem Fluidaufbereitungssystem gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.5 illustrates a normal operating condition in the fluid processing system according to various embodiments of the present invention. -
6 stellt einen Fluidergänzung-Betriebszustand in dem Fluidaufbereitungssystem gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.6 illustrates a fluid replenishment operating state in the fluid treatment system according to various embodiments of the present invention. -
7 stellt einen Betriebszustand mit einer Not-Fluidversorgung in dem Fluidaufbereitungssystem gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar, wobei sich eine Fluidfiltrationsvorrichtung sich in einem Rückspülungs- und Reinigungsbetriebsmodus befindet.7 illustrates an operating condition with an emergency fluid supply in the fluid treatment system according to various embodiments of the present invention, wherein a fluid filtration device is in a backwash and cleaning mode of operation. -
8 stellt einen Betriebszustand mit einer Not-Fluidversorgung in dem Fluidaufbereitungssystem gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei einer wartungs- oder ausfallbedingten Unterbrechung der Fluidversorgung durch Fluidfiltrationsvorrichtung dar.8th represents an operating state with an emergency fluid supply in the fluid processing system according to numerous embodiments of the present invention in the event of an interruption of the fluid supply by the fluid filtration device due to maintenance or failure.
Es ist zu verstehen, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder gleichwertige Bestandteile der vorliegenden Erfindung.It is to be understood that the appended drawings are not necessarily to scale and are a somewhat simplified representation of various features in order to demonstrate the basic principles of the invention. In the figures, the same reference numbers refer to the same or equivalent components of the present invention.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sein können.Reference will now be made in detail to various embodiments of the present invention, examples of which are shown in the accompanying drawings and described below. Although the invention is described in connection with the exemplary embodiments, it is clear that the present description is not intended to limit the invention to these exemplary embodiments. On the contrary, the invention is intended to cover not only the exemplary embodiments, but also various alternatives, modifications, modifications and other embodiments which may be included within the scope of the invention as defined by the appended claims.
Es ist außerdem zu verstehen, dass, wenn von einem Element als mit einem anderen Element „verbunden“ oder „gekuppelt“ gesprochen wird, es direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekuppelt sein kann oder auch zwischenliegende Elemente vorhanden sein können. Im Gegensatz dazu, wenn von einem Element als mit einem anderen Element „direkt verbunden“ oder „direkt gekuppelt“ gesprochen wird, dann liegen keine zwischenliegenden Elemente vor. Weitere Ausdrücke, welche die Beziehung zwischen Elementen erläutern, wie zum Beispiel „zwischen“, „unmittelbar zwischen“, „benachbart zu“ oder „direkt benachbart zu“ und dergleichen, können auf dieselbe Weise verstanden werden.It should also be understood that when an element is referred to as being “connected” or “coupled” to another element, it may be directly connected or coupled to the other element, or there may be intermediate elements. In contrast, when one element is referred to as being “directly connected” or “directly coupled” to another element, then there are no intermediate elements present. Other expressions explaining the relationship between elements, such as "between", "immediately between", "adjacent to" or "directly adjacent to" and the like, can be understood in the same way.
Wenn nichts Gegenteiliges erwähnt oder nichts Gegenteiliges aus dem Kontext naheliegend ist, sind die Begriffe, wie „etwa“, „ungefähr“, „im Wesentlichen“, als innerhalb einer normalen Toleranz in der Technik zu verstehen. Mit den Begriffen „etwa“, „ungefähr“, „im Wesentlichen“ kann folglich als ein Bereich innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01 % um den damit spezifizierten Wert verstanden werden.Unless otherwise stated or the context suggests otherwise, terms such as "approximately", "approximately", "essentially" are to be understood as being within normal tolerance in the art. The terms “about”, “approximately”, “substantially” can therefore be used as a range within 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1 %, 0.5%, 0.1%, 0.05% or 0.01% can be understood as the value specified.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bypass-Vorrichtung und deren Verwendung und Installation in einem Fluidaufbereitungssystem. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein solches Fluidaufbereitungssystem als Einsatzort der erfindungsgemäßen Bypass-Vorrichtung beschrieben. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Bypass-Vorrichtung ist jedoch nicht auf das hierin beschriebene Fluidaufbereitungssystem und die erfindungsgemäße Bypass-Vorrichtung kann auch in anders ausgestalteten Systemen angewendet werden.The present invention relates to a bypass device and its use and installation in a fluid treatment system. For a better understanding of the present invention, such a fluid processing system will first be described as the place of use of the bypass device according to the invention. However, the application of the bypass device according to the invention is not limited to the fluid processing system described herein and the bypass device according to the invention can also be used in systems with other designs.
Wenn nachfolgend von einem „Fluid“ (z.B. als „Rohfluid“, als „Filtratfluid“ oder dergleichen) gesprochen wird, dann kann damit eine Flüssigkeit gemeint sein, zum Beispiel Wasser, insbesondere Trinkwasser (z.B. Kaltwasser und/oder Warmwasser) oder Prozesswasser für chemische oder industrielle Prozesse, aber auch andere Flüssigkeiten. Mit dem Begriff „Rohfluid“ wird in der vorliegenden Anmeldung ein noch unfiltriertes Fluid, welches Verunreinigungen (z.B. partikuläre Verunreinigungen, insbesondere Schmutzpartikel und Mikroorganismen) enthalten kann, bezeichnet, und mit dem Begriff „Filtratfluid“ wird in der vorliegenden Anmeldung ein Fluid bezeichnet, welches bereits einer Filtration unterzogen wurde.If a “fluid” is spoken of below (e.g. as a “raw fluid”, as a “filtrate fluid” or the like), then this can mean a liquid, for example water, in particular drinking water (e.g. cold water and/or hot water) or process water for chemical or industrial processes, but also other liquids. In the present application, the term “raw fluid” refers to a fluid that is still unfiltered, which may contain impurities (e.g. particulate contaminants, in particular dirt particles and microorganisms), and the term “filtrate fluid” in the present application refers to a fluid which has already undergone filtration.
Unter Bezugnahme auf
Das Fluidaufbereitungssystem 10 kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden und kann beispielsweise als ein stationäres Trinkwasseraufbereitungssystem zur Trinkwasserversorgung eines Gebäudes, als ein Trinkwasseraufbereitungssystem zur Trinkwasserversorgung in einem Zug, einem Flugzeug oder einem Schiff, als ein mobiles (z.B. auf einem Kraftfahrzeug montiertes) Trinkwasseraufbereitungssystem zur mobilen Trinkwasserversorgungsystem von Gebäuden, Veranstaltungen oder dergleichen eingesetzt werden.The
Das Fluidaufbereitungssystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein eine Rohfluidzuleitung 18, eine Filtratleitung 20, eine Fluidfiltrationsvorrichtung (z.B. Haupt-Fluidfiltrationsvorrichtung) 40 und eine Bypass-Vorrichtung 50, 150 gemäß zahlreichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf. Ferner kann das Fluidaufbereitungssystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Rückspülleitung 24 und eine Kanalablaufleitung 28 aufweisen.The
Die Rohfluidzuleitung 18 ist einerseits mit einem Rohfluidversorgungsnetz 12 verbunden oder zur Verbindung mit dem Rohfluidversorgungsnetz 12 eingerichtet, und ist andererseits mit der Fluidfiltrationsvorrichtung 40, um die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 mit Rohfluid (z.B. Rohtrinkwasser) aus dem Rohfluidversorgungsnetz 12 zu versorgen. Ferner zweigt eine später noch im Detail beschriebene Bypassleitung 22 der Bypass-Vorrichtung 50, 150 stromaufwärts der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 von der Rohfluidzuleitung 18 ab, um von der Rohfluidzuleitung 18 mit Rohfluid versorgt zu werden.The raw
Das Rohfluidversorgungsnetz 12 kann ein öffentliches Trinkwasserversorgungsnetz sein, an welches die Rohfluidzuleitung 18 angeschlossen sein kann. Das Rohfluidversorgungsnetz 12 kann aber auch ein nicht-öffentliches Trinkwasserversorgungsnetz, beispielsweise ein durch einen eigenen (privaten) Brunnen gespeistes Trinkwasserversorgungsnetz sein. Beim Einsatz des Fluidaufbereitungssystems 10 in einem Zug, einem Flugzeug oder einem Schiff kann das Rohfluidversorgungsnetz 12 ein Rohfluidreservoir (nicht gezeigt) aufweisen, in welchem Rohfluid gespeichert ist.The raw
Die Filtratleitung 20 ist einerseits mit der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 verbunden, um von der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 mit gefilterten Fluid (z.B. gefilterten Trinkwasser - hierin auch Filtrat genannt) versorgt zu werden, und ist andererseits mit dem Filtratfluidversorgungsnetz 14 eines zu versorgenden Objekts verbunden oder zur Verbindung mit dem Filtratfluidversorgungsnetz 14 eingerichtet. Das durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 gefilterte Fluid wird hierin auch als Haupt-Filtratfluid bezeichnet. Ferner mündet die Bypassleitung 22 der Bypass-Vorrichtung 50, 150 stromabwärts der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 in die Filtratleitung 20 ein, so dass in der Bypassleitung 22 strömendes Fluid in die Filtratleitung 20 eingeleitet werden kann.The
Das Filtratfluidversorgungsnetz 14 kann ein (z.B. geschlossenes) Fluidversorgungsnetz des zu versorgenden Objekts sein (auch „objekteigenes Fluidversorgungsnetz“). Das Filtratfluidversorgungsnetz 14 kann zum Beispiel ein Trinkwasserversorgungsnetz des zu versorgenden Objekts sein Das zu versorgende Objekt kann ein Gebäude, ein Fahrzeug (beispielsweise ein Zug, ein Flugzeug, ein Schiff oder dergleichen) oder dergleichen sein. Das Filtratfluidversorgungsnetz 14 kann auch ein temporär errichtetes Trinkwasserversorgungsnetz für eine Veranstaltung (zum Beispiel ein Open-Air-Konzert, ein Volksfest oder dergleichen) oder eine temporäre Unterkunft (z.B. ein Containerdorf oder eine Zeltstadt zur temporären Unterbringung von Katastrophenopfern) sein.The filtrate
Die Rückspülleitung 24 kann von der Filtratleitung 20 abzweigen und mit der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 verbunden sein. Über die bei Rückspülleitung 24 kann gefiltertes Fluid von der Filtratleitung 20 in die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 auf gesteuerte Weise zurückströmen. Zur Steuerung des Durchflusses durch die Rückspülleitung 24 kann ein Rückspülventil in der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 vorgesehen sein. Das Rückspülventil kann dazu eingerichtet sein, so gesteuert zu werden (z.B. durch Steuerung mittels einer später beschriebenen Hauptsteuereinrichtung), dass es selektiv geöffnet oder geschlossen wird, um einen Durchfluss durch die Rückspülleitung 24 in die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 zu gestatten oder zu blockieren.The
Die Kanalablaufleitung 28 kann die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 mit einem Fluidableitkanalsystem 16 verbinden. Das kann Fluidableitkanalsystem 16 zum Beispiel ein öffentliches Abwasserkanalsystem sein.The
Die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 stellt in dem Fluidaufbereitungssystem 10 die Haupteinheit dar, welche im Normalbetrieb die Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 mit Filtratfluid vollständig übernimmt. Die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann daher auch als „Haupt-Fluidfiltrationsvorrichtung“ bezeichnet werden.The
Die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 ist zum Beispiel eine Fluidfiltrationsanlage, welche dazu eingerichtet ist, partikuläre Verunreinigungen aus dem durch das Rohfluidversorgungsnetz 12 bereitgestellten Rohfluid zu entfernen. Solche Fluidfiltrationsanlage sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt, weshalb nachfolgend nur bestimmte Aspekte zu Aufbau und Funktionsweise der Fluidfiltrationsanlage erläutert werden und dem Fachmann bekannte Details weggelassen werden.The
Unter partikuläre Verunreinigungen können beispielsweise Schmutzpartikel und/oder Mikroorganismen gemeint sein. Im Falle eines Trinkwasseraufbereitungssystems können solche partikuläre Verunreinigungen nicht nur ästhetisch bedenklich sein, sondern auch hygienisch für den menschlichen Gebrauch bedenklich sein. Unter den zu entfernen Mikroorganismen, welche hygienisch bedenklich für den menschlichen Gebrauch sein können, sind insbesondere Bakterien zu nennen, darunter insbesondere Legionellen.Particulate contaminants can mean, for example, dirt particles and/or microorganisms. In the case of a drinking water treatment system, such particulate contaminants may not only be aesthetically concerning, but may also be hygienically concerning for human use. Among the microorganisms to be removed, which can be hygienically unsafe for human use, particular mention should be made of bacteria, including in particular legionella.
Durch die Entfernung dieser partikulären Verunreinigungen wird einerseits die Bildung von Biofilmen in den der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 nachgelagerten Leitungen verhindert, andererseits wird durch das Verhindern der Bildung von Biofilmen und auch generell durch die Filtration die Fluidqualität im Gesamtsystem verbessert. Insbesondere kann im Falle eines Trinkwasseraufbereitungssystems die etwaige Anreicherung von Legionellen in warmwasserführenden Leitungen durch vorgelagerter Ultrafiltration des eingehenden Rohtrinkwassers stark reduziert werden und kann damit eine potentielle Absenkung der Warmwasservorlauftemperatur von 60°C auf 45°C ermöglicht werden. Hierdurch kann auch Energie zur Warmwassererzeugung eingespart werden.By removing these particulate contaminants, on the one hand, the formation of biofilms in the lines downstream of the
Um die oben erläuterten Filtrationsleistungen hinsichtlich partikulären Verschmutzungen zu erzielen, kann die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 insbesondere eine (Trinkwasser-)Ultrafiltrationsanlage mit Membranfilterelementen mit einer nominellen Porengröße von 0,01 µm bis 0,1 µm sein.In order to achieve the filtration performance explained above with regard to particulate contamination, the
Die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 ist wie zuvor beschrieben mit der Rohfluidzuleitung 18, der Filtratleitung 20, der Rückspülleitung 24 und der Kanalablaufleitung 28 verbunden. Die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 weist ferner mindestens ein Haupt-Filterelement 42 auf. Ferner weist die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 mehrere Leitungen und Ventile (nicht gezeigt) auf, welche das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 auf gesteuerte Weise wahlweise mit der Rohfluidzuleitung 18, der Filtratleitung 20, der Rückspülleitung 24 und/oder der Kanalablaufleitung 28 verbinden, so dass verschiedene Betriebsmodi der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 realisiert werden können.The
In einem Filtrationsbetriebsmodus kann das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 mit der Rohfluidzuleitung 18 und mit der Filtratleitung 20 verbunden sein, um das Rohfluid von der Rohfluidzuleitung 18 zu empfangen, partikuläre Verunreinigungen aus dem Rohfluid zu entfernen und ein gefiltertes Fluid als das Haupt-Filtratfluid über die Filtratleitung 20 auszugeben. Im Filtrationsbetriebsmodus wird das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 folglich vom Rohfluid durchströmt, wobei partikuläre Verunreinigungen auf Rohfluid-Seite als Retentat zurückbleiben.In a filtration mode of operation, the at least one
Wenn der Durchfluss durch das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet und/oder der Differenzdruck am Haupt-Filterelement 42 zwischen Filtratfluid-Seite und Rohfluid-Seite einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt und/oder nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit, kann ermittelt werden, dass mindestens eine Haupt-Filterelement 42 einer Rückspülung und/oder Reinigung zu unterziehen ist. Falls dies bejaht wird, kann ein Rückspülungs- und Reinigungsbetriebsmodus durchgeführt werden. Im Rückspülungs- und Reinigungsbetriebsmodus wird die Fluidverbindung zwischen dem mindestens einen Haupt-Filterelement 42 und der Rohfluidzuleitung 18 sowie zwischen dem mindestens einen Haupt-Filterelement 42 und der Filtratleitung 20 durch entsprechende Ventile blockiert. Mit anderen Worten wird die Rohlfuidversorgung an das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 sowie die Filtratfluidabführung von dem mindestens einen Haupt-Filterelement 42 unterbrochen. Danach wird das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 durch Öffnen eines entsprechenden Ventils mit der Kanalablaufleitung 28 verbunden (und somit drucklos geschaltet) und anschließend wird das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 durch Öffnen des Rückspülventils mit der Rückspülleitung 24 verbunden. Somit kann Filtratfluid in zum Filtrationsbetriebsmodus umgekehrter Richtung durch das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 strömen, wodurch das mindestens eine Haupt-Filterelement rückgespült und von den daran angesammelten Verschmutzungen befreit und gereinigt werden kann. Während der Rückspülung können auch Reinigungschemikalien hinzudosiert werden. Zur weiteren Reinigung kann auch Luft zusätzlich in das Haupt-Filterelement 42 eingeblasen werden. Gelöste Verschmutzungen können mittels rückgespültem Filtratfluid (oder zusätzlich mit eingeblasener Luft) aus dem mindestens einen Haupt-Filterelement 42 entfernt werden, beispielsweise in die Kanalablaufleitung 28 eingeleitet werden. Eine solche Rückspülung und Reinigung kann je nach Verschmutzung zwischen mehreren Sekunden bis mehreren Minuten dauern. Während der Rückspülung ist die Versorgung mit gefiltertem Fluid über die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 unterbrochen.If the flow through the at least one
Für die Steuerung des Gesamtbetriebs der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 weist die eine Hauptsteuereinrichtung 44 auf. Die Hauptsteuereinrichtung 44 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 ist dazu eingerichtet, einen automatischen Betrieb der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 umzusetzen, in welchem unter anderem die oben beschriebenen Betriebsmodi auf vollautomatische Weise realisiert werden. Hierzu kann die Hauptsteuereinrichtung 44 die verschiedenen Ventile der Fluidfiltrationsvorrichtung 40, einschließlich des Rückspülventils, auf vollautomatische Weise (z.B. gemäß vordefinierten Programmabläufen) steuern, um die beschriebenen Betriebsmodi zu realisieren. Die Hauptsteuereinrichtung 44 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann beispielsweise mindestens einen Prozessor, welcher dazu eingerichtet ist, Daten und Softwareprogramme zu verarbeiten, um die hierin beschriebenen Vorgänge, Betriebsabläufe und Betriebsmodi zu realisieren, und mindestens einen Speicher, welcher dazu eingerichtet ist, die Daten und Softwareprogramme zu speichern und an den Prozessor bereitzustellen, aufweisen. Ein Beispiel einer Hauptsteuereinrichtung 44 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann eine SPS-Steuereinrichtung (SPS = „speicherprogrammierbare Steuerung“) sein, welche den vollautomatisierten Betriebsablauf der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 steuert.For controlling the overall operation of the
Das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann in einer Filterkartusche (nicht gezeigt) untergebracht sein, um einen einfachen Austausch des Haupt-Filterelements 42 zu ermöglichen. Das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann ein Membranfilterelement sein, welches dazu eingerichtet ist, partikuläre Verunreinigungen mittels Größenausschluss physikalisch aus dem Rohfluid zu entfernen. Das Membranfilterelement der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann für das Entfernen von partikulären Verunreinigungen mittels Größenausschluss physikalisch aus dem Rohfluid Durchführung eine nominelle Porengröße von maximal 0,1 µm , vorzugsweise maximal 0,02 µm, aufweisen. Das Membranfilterelement kann somit eine sog. „Ultrafiltration“, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet der Trinkwasserversorgung bekannt ist, durchführen. Ein Beispiel für ein Membranfilterelement zur Ultrafiltration, welches als Bypass-Filterelement 54, ist ein dem Fachmann bekanntes Membranfilterelement mit porösen Hohlfasern mit mikroskopisch kleinen Poren als Filtermedium. Auch Filterkartuschen mit solchen Membranfilterelementen sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Bei einer nominellen Porengröße des Membranfilterelements von maximal 0,1 µm, vorzugsweise maximal 0,02 µm, können effektiv Keime, wie beispielsweise Legionellen, am Passieren des Membranfilterelements gehindert werden und kann somit die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 ein zumindest im Wesentlichen keimfreies, insbesondere legionellenfreies, Filtrat an die Filtratleitung 20 liefern. Hierdurch kann in dem der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 nachgeschalteten Filtratfluidversorgungsnetz 14 ein geschlossenes Fluidversorgungsnetz mit ausschließlich filtriertem Fluid (d.h. Filtrat) ausgebildet werden.The at least one
Auch wenn die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 in den dargestellten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unmittelbar dem Filtratfluidversorgungsnetz 14 nachgeschaltet ist, also zum Beispiel am Eingang einer Gebäudewasserversorgung angeordnet ist, kann die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 auch an anderen Stellen im System angeordnet und installiert sein, beispielsweise vor der Gebäudewarmwasseraufbereitung, direkt bei jedem Verbraucher als sog. „Point-of-Use“-Installation (POU-Installation) oder dergleichen.Even if the
Wie oben zur Fluidfiltrationsvorrichtung 40 sowie eingangs bezüglich des Stands der Technik beschrieben, kann es bei Rückspülvorgängen zu Unterbrechungen der Fluidversorgung durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kommen. Gleichermaßen können solche Unterbrechungen der Fluidversorgung durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 bei planmäßigen oder außerplanmäßigen Wartungsarbeiten oder Fehlfunktionen der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 auftreten. Aufgrund des vollautomatischen Betriebs der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann zudem ein Stromausfall ebenso zu einer Unterbrechung der Fluidversorgung durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 führen. Solche Unterbrechungen der Fluidversorgung durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 können einen Komfortverlust für die Nutzer des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 bedeuten, beispielsweise da die Trinkwasser- und/oder Warmwasserversorgung in einem Gebäude beeinträchtigt wird oder für längere Zeit ausfällt. Ferner können auch sicherheitsrelevante (insbesondere brandschutztechnische) Probleme auftreten, beispielsweise wenn aufgrund der Unterbrechung der Fluidversorgung durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 eine unzureichende Versorgung mit Löschwasser (z.B. von für Brandbekämpfungsanlagen oder Löschwasserentnahmestellen) auftritt. Da das Filtratfluidversorgungsnetz 14 jedoch als geschlossenes Fluidversorgungsnetz mit ausschließlich filtriertem Fluid konzipiert ist, kann nicht einfach unfiltriertes Rohfluid in das Filtratfluidversorgungsnetz 14 eingeleitet werden, um die Unterbrechung der Fluidversorgung durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 zumindest teilweise zu kompensieren.As described above with regard to the
Angesichts dieser Einschränkungen stellt die vorliegende Erfindung die Bypass-Vorrichtung 50, 150 gemäß zahlreichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereit.Given these limitations, the present invention provides the
Die Bypass-Vorrichtung 50, 150 gemäß zahlreichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist als Grundbestandteile eine Bypass-Filtereinrichtung 52 und eine Ventileinrichtung 60 auf. Die Bypass-Filtereinrichtung 52 kann mindestens ein Bypass-Filterelement 54 aufweisen und kann dazu eingerichtet sein, das Rohfluid über einen Rohfluideinlass 56 zu empfangen, das Rohfluid durch Durchströmen des mindestens einen Bypass-Filterelements 54 hinsichtlich partikulären Verunreinigungen, insbesondere Schmutzpartikel und Mikroorganismen, zu filtrieren und ein gefiltertes Fluid als Bypass-Filtratfluid über einen Filtratauslass 58 auszugeben. Die Ventileinrichtung 60 kann mit der Bypass-Filtereinrichtung 52 so verbunden sein, dass die Ventileinrichtung 60 an ihrer Eingangsseite 62 das Bypass-Filtratfluid von der Bypass-Filtereinrichtung 52 empfängt, und kann dazu eingerichtet sein, sich zu öffnen und einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 von der Eingangsseite 62 zu einer Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 und damit durch die Bypass-Filtereinrichtung 52 zu erlauben, wenn eine Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 62 größer oder gleich einem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D für das Öffnen ist.The
Mit anderen Worten kann die Ventileinrichtung 60 dazu eingerichtet sein, sich zu öffnen und einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 von der Eingangsseite 62 zu einer Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 und damit durch die Bypass-Filtereinrichtung 52 zu erlauben, wenn eine Druckdifferenz aus Fluiddruck in der Bypass-Leitung 22 stromaufwärts der Ventileinrichtung 60 minus Fluiddruck in der Bypass-Leitung 22 stromabwärts der Ventileinrichtung 60 größer oder gleich einem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D ist.In other words, the
Die Ventileinrichtung 60 kann folglich einen internen Betätigungsmechanismus zum druckdifferenzabhängigen Öffnen und Schließen der Ventileinrichtung 60 aufweisen. Beispiele hierzu werden später erläutert.The
Die Ventileinrichtung 60 kann ferner dazu eingerichtet sein, geschlossen zu sein und einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 zu blockieren, wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 kleiner dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D ist. Die Ventileinrichtung 60 kann folglich so eingerichtet sein, dass sie differenzdruckabhängig nur in eine Richtung durchströmt wird, beispielsweise in Richtung von der Eingangsseite 62 aus hin zur Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60.The
Die Ventileinrichtung 60 kann ein proportionales Verhalten aufweisen, bei welchem sich die Ventileinrichtung 60 mit steigender Druckdifferenz zwischen Eingangsseite 62 und Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 weiter öffnet, wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D ist. Mit anderen Worten kann sich die Ventileinrichtung 60 nicht gleich bei dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D schlagartig vollständig öffnen oder schließen, sondern kann sich proportional zur den Druckdifferenzschwellenwert D übersteigenden Druckdifferenz mehr oder weniger öffnen. Nochmals anders formuliert kann, je nach Höhe der Druckdifferenz oberhalb des Druckdifferenzschwellenwerts D, sich die Ventileinrichtung 60 weiter öffnen und mehr Wasser durchlassen. Unter dem Druckdifferenzschwellenwert D kann die Ventileinrichtung 60 aber dennoch sicher geschlossen sein bzw. bleiben.The
Die Bypass-Vorrichtung 50 ist parallel zur Fluidfiltrationsvorrichtung 40 angeordnet, um eine parallele Fluidversorgung der Filtratleitung 20 und des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 unter Umgehung der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 zu ermöglichen. Die Bypass-Vorrichtung 50 kann zur Umgehung der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 die Bypass-Leitung 22 aufweisen, entlang welcher die Bypass-Filtereinrichtung 52 und die Ventileinrichtung 60 der Reihe nach angeordnet sind.The
Die Bypass-Vorrichtung 50 kann einen maximal möglichen Durchfluss von zwischen 1/3 und 1/5, vorzugsweise 1/4, des maximal möglichen Durchflusses der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 aufweisen. Mit maximal möglichem Durchfluss kann der nominelle Durchfluss oder Nenndurchfluss gemeint sein. Somit kann die Bypass-Vorrichtung eine ergänzende Fluidversorgung bei hohen Fluidentnahmespitzen im Fluidversorgungsnetz 14 oder eine Not-Fluidversorgung bei Ausfall der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 sicherstellen, wobei die Kosten für die Bypass-Vorrichtung im Vergleich zur durchflussstärkeren Fluidfiltrationsvorrichtung 40 gering gehalten werden können.The
Die Komponenten der Bypass-Vorrichtung 50 können in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Fluidaufbereitungssystem 10 auf verteilte Weise entlang einer Bypass-Leitung 22 der Bypass-Vorrichtung 50 angeordnet sein, wie beispielsweise in
Bezugnehmend auf
Wie in
Bezugnehmend auf
Das Gehäuse 160 kann einen Gehäuseeinlassanschluss 162, welcher dazu eingerichtet ist, mit Rohfluid versorgt zu werden, und einen Gehäuseauslassanschluss 164, welcher dazu eingerichtet ist, das Bypass-Filtratfluid auszulassen, aufweisen. Die Bypass-Vorrichtung 150 kann ferner eine Einlassanschlussleitung 152, eine Gehäuse-Zwischenverbindungsleitung 154 und eine Auslassanschlussleitung 156 aufweisen, welche in dem Gehäuse 160 untergebracht sind. Die Einlassanschlussleitung 152 verbindet den Gehäuseeinlassanschluss 162 mit dem Rohfluideinlass 56 der Bypass-Filtereinrichtung 52. Die Gehäuse-Zwischenverbindungsleitung 154 verbindet den Filtratauslass 58 der Bypass-Filtereinrichtung 52 mit der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60. Die Auslassanschlussleitung 156 verbindet die Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 mit dem Gehäuseauslassanschluss 164.The
In der Ausführungsform nach
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Gehäuse 160 statt mit den Gehäuseanschlüssen ferner mit Öffnungen ausgebildet sein, durch welche sich die Bypass-Zuführleitung 22a und die Bypass-Abführleitung 22c aus
In der Bypass-Vorrichtung 50, 150 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Bypass-Filtereinrichtung 52 in Gestalt mindestens einer Filterkartusche ausgebildet sein. In den in den Figuren gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die Bypass-Filtereinrichtung 52 zum Beispiel in Gestalt einer Filterkartusche dargestellt. Die Bypass-Filtereinrichtung 52 (z.B. jede Filterkartusche davon) kann ein Filtereinrichtungsgehäuse 53 aufweisen, welches mit dem Rohfluideinlass 56 und dem Filtratauslass 58 versehen ist. Das Filtereinrichtungsgehäuse 53 kann ferner einen Entlüftungsauslass 57 aufweisen, welcher zur Entlüftung des Filtereinrichtungsgehäuses 53 genutzt werden kann. Innerhalb des Filtereinrichtungsgehäuses 53 kann mindestens ein Bypass-Filterelement 54 untergebracht sein. Das Rohfluid kann über den Rohfluideinlass 56 in das Filtereinrichtungsgehäuse 53 einströmen. Das Rohfluid im Inneren des Filtereinrichtungsgehäuses 53 kann das Bypass-Filterelement 54 durchströmen, wobei es partikuläre Verunreinigungen (z.B. Schmutzpartikel und Mikroorganismen) entfernt werden und ein gefiltertes Fluid (Filtrat) erzeugt wird. Die Filtratseite der Bypass-Filterelement 54 kann mit dem Filtratauslass 58 verbunden sein, so dass gefiltertes Fluid über den Filtratauslass 58 ausgegeben wird. Solche Filterkartuschen mit Membranfilterelementen, welche für die Bypass-Filtereinrichtung 52 verwendet werden können, sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.In the
Das mindestens eine Bypass-Filterelement 54 der Bypass-Filtereinrichtung 52 kann ein Membranfilterelement sein, welches dazu eingerichtet ist, partikuläre Verunreinigungen (z.B. Schmutzpartikel und Mikroorganismen, darunter insbesondere Legionellen) mittels Größenausschluss physikalisch aus dem Rohfluid, welches die Bypass-Filtereinrichtung 52 durchströmt, zu entfernen. Das Membranfilterelement der Bypass-Filtereinrichtung 52 kann zum Beispiel eine nominelle Porengröße von maximal 0,1 µm , vorzugsweise maximal 0,02 µm, aufweisen und kann somit eine Ultrafiltration durchführen.The at least one
Mit anderen Worten kann das mindestens eine Bypass-Filterelement 54 der Bypass-Filtereinrichtung 52 ein Membranfilterelement mit im Wesentlichen identischen Filtrationseigenschaften wie das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 aufweisen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei einer Fluidversorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 mittels der Bypass-Vorrichtung 50 das geschlossene Fluidversorgungsnetz mit ausschließlich filtriertem Fluid (d.h. Filtrat) aufrechterhalten bleibt. Beispielsweise können das mindestens eine Bypass-Filterelement 54 der Bypass-Filtereinrichtung 52 und das mindestens eine Haupt-Filterelement 42 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 identisch sein. Es ist auch möglich, dass in der Bypass-Vorrichtung 50 und in der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 identische Filterkartuschen mit identischen Filterelementen verwendet werden. Hierdurch können zum Beispiel Herstellungskosten durch Verwendung gleicher Teile gesenkt werden.In other words, the at least one
Zum einfachen Ausbau (z.B. zum Austausch oder zur Reinigung) der Bypass-Filtereinrichtung 52 im Falle planmäßiger Wartungsarbeiten oder außerplanmäßiger Wartungsarbeiten kann die Bypass-Vorrichtung 50 ferner ein erstes Absperrorgan 59a und ein zweites Absperrorgan 59b aufweisen. Das erste Absperrorgan 59a und das zweite Absperrorgan 59b können dem Fachmann bekannte manuelle Absperrventile sein. Das erste Absperrorgan 59a kann in der Fluidleitung (z.B. der Bypass-Zuführleitung 22a oder der Einlassanschlussleitung 152) stromaufwärts der Bypass-Filtereinrichtung 52 angeordnet sein. Das zweite Absperrorgan 59b kann in der Fluidleitung (z.B. der Zwischenverbindungsleitung 22b oder der Gehäuse-Zwischenverbindungsleitung 154) stromabwärts der Bypass-Filtereinrichtung 52 zwischen der Bypass-Filtereinrichtung 52 und der Ventileinrichtung 60 angeordnet sein. Die Reinigung der Bypass-Filtereinrichtung 52 kann im ausgebauten Zustand manuell erfolgen. Durch die geringe, bedarfsabhängige Zuschaltung und Aktivierung der Bypass-Vorrichtung (d.h. Zulassung eines Durchflusses durch die Bypass-Vorrichtung) ist vorteilhafterweise mit langen Standzeiten ohne Reinigung (zum Beispiel länger als 1 Jahr) zu rechnen.For easy removal (e.g. for replacement or cleaning) of the
Die Ventileinrichtung 60 in der Bypass-Vorrichtung 50, 150 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist dazu eingerichtet, einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwerts D für die Druckdifferenz zwischen Eingangsseite 62 minus Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 zu erlauben und andernfalls (d.h. in einem Normalfall mit einer Druckdifferenz unterhalb des Druckdifferenzschwellenwerts D) einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 zu blockieren. Mit anderen Worten kann eine Situation, bei welcher auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 ein um mindestens den Druckdifferenzschwellenwert niedrigerer Fluiddruck als auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 vorliegt, eine Öffnung der Ventileinrichtung 60 und somit einen Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 bewirken. Die Ventileinrichtung 60 kann dabei dazu eingerichtet sein, sich selbstständig (d.h. ohne Eingriff von außen) zu öffnen oder zu schließen. Die Druckdifferenz zwischen Eingangsseite 62 und Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 kann zum Beispiel durch hohe Fluidentnahmespitzen im Filtratfluidversorgungsnetz 14, durch eine Unterbrechung der Fluidversorgung durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 und dergleichen herrühren. Der vorbestimmte Druckdifferenzschwellenwert D kann zwischen 0,5 bar und 5 bar, vorzugsweise zwischen 1,8 bar und 2,2 bar, liegen. Beispielsweise kann der vorbestimmte Druckdifferenzschwellenwert zumindest im Wesentlichen 2 bar betragen.The
Um eine hohe Ausfallsicherheit der Bypass-Vorrichtung 50, 150 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu erzielen, ist es wünschenswert, die Bypass-Vorrichtung 50, 150 (insbesondere die Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung) ohne oder mit möglichst wenig Automatisierungstechnik oder sonstigen elektrisch gesteuerten Komponenten auszustatten.In order to achieve high reliability of the
In einer beispielhaften Ausgestaltung können daher die Bypass-Filtereinrichtung 52 und/oder die Ventileinrichtung 60 frei von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten ausgebildet sein.In an exemplary embodiment, the
So kann die Ventileinrichtung 60 als eine (z.B. rein-)mechanische Druckdifferenzventileinrichtung, welche frei von elektrischen und/oder elektronischen Komponenten ist, ausgebildet sein. Die Ventileinrichtung 60 kann ferner als eine mechanisch-druckbetätigte Druckdifferenzventileinrichtung ausgebildet sein, welche ausschließlich durch die Druckdifferenz zwischen Eingangsseite 62 und Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 geöffnet wird. Beispielsweise, aber ohne hierauf beschränkt zu sein, kann eine mechanisch-druckbetätigte Druckdifferenzventileinrichtung einen Ventilsitz mit Ventildurchgang und einen federbelasteten Ventilteller, welcher in Richtung zum Ventilsitz durch eine Ventilfeder vorgespannt ist, aufweisen. Die Vorspannung der Ventilfeder kann derart eingestellt sein, dass im Normalfall der Ventilteller gegen den Ventilsitz gedrückt ist, um den Ventildurchgang zu verschließen, und dass sich der Ventilteller vom Ventilsitz löst und den Ventildurchgang öffnet, wenn die Druckdifferenz zwischen Eingangsseite und Ausgangsseite der Ventileinrichtung gleich oder größer dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D ist.The
In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung kann die Ventileinrichtung 60 als eine hybride Druckdifferenzventileinrichtung ausgebildet sein, welche zusätzlich zum druckdifferenzabhängigen Öffnen und Zulassen des Durchflusses eine zwangsweise Öffnung und Zulassung des Durchflusses durch einen von extern steuerbaren Betätigungsmechanismus erlaubt. Mit einem von extern steuerbaren Betätigungsmechanismus kann ein Betätigungsmechanismus gemeint sein, auf welchen von außerhalb der Ventileinrichtung 60 eingewirkt werden kann. Mit anderen Worten bietet eine solche hybride Druckdifferenzventileinrichtung weiterhin die gewünschte Funktionalität, dass ein Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwerts D für die Druckdifferenz zwischen Eingangsseite 62 minus Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 erlaubt wird und andernfalls ein Durchfluss durch die Ventileinrichtung 60 blockiert wird. Zusätzlich kann es eine solche hybride Druckdifferenzventileinrichtung aber erlauben, den druckdifferenzabhängigen Betätigungsmechanimus der Ventileinrichtung 60 zu übersteuern und ein Öffnen der Ventileinrichtung 60 auf von extern steuerbare Weise zu ermöglichen. Beispielsweise, aber ohne hierauf beschränkt zu sein, kann eine hybride Druckdifferenzventileinrichtung einen Ventilsitz mit Ventildurchgang und einen federbelasteten Ventilteller, welcher in Richtung zum Ventilsitz durch eine Ventilfeder vorgespannt ist, wie die oben beschriebene, mechanisch-druckbetätigte Druckdifferenzventileinrichtung aufweisen. Zusätzlich kann zum Beispiel eine Gewindestange mit Ventilteller dem Ventilteller verbunden sein, um durch Bewegen der Gewindestange den Ventilteller hin zum oder von dem Ventilsitz weg zu bewegen. Die Gewindestange kann dabei durch einen manuellen mechanischen Antrieb (beispielsweise eine Handkurbel) oder durch einen elektromechanischen Antrieb (beispielsweise einen elektrischen rotierenden Stell- oder Servomotor oder einen elektrischen Linearmotor) angetrieben und linear bewegt werden. Alternativ kann zum Beispiel eine Schubstange eines elektromagnetischen Linearantriebs (z.B. eines Hubmagneten) mit dem Ventilteller verbunden sein, um einen elektromagnetischen Betätigungsmechanismus bereitzustellen. In allen Fällen ist eine Leichtgängigkeit der Hin-und-Her-Bewegung des Ventiltellers (z.B. durch entsprechende Freiläufe) vorzusehen, um das druckdifferenzabhängige Öffnen der Ventileinrichtung 60 zu gewährleisten. Bei einem elektromagnetischen Betätigungsmechanismus kann beispielsweise die Schubstange des elektromagnetischen Linearantriebs im stromlose Zustand des Antriebs frei linearbewegbar sein.In a further exemplary embodiment, the
Unter Bezugnahme auf
Der eine oder die mehreren Sensoren 180 können einen Drucksensor zum Messen eines Drucks des Bypass-Filtratfluids (z.B. insbesondere stromaufwärts und/oder stromabwärts der Ventileinrichtung 60), einen Durchflussmengensensor zum Messen der Durchflussrate des Bypass-Filtratfluids und/oder dergleichen aufweisen. Der eine oder die mehreren Sensoren 180 können mechanische Sensoren sein, welche die gemessenen Informationen visuell (z.B. auf einer Skala) ausgeben, oder können elektrische oder elektronische Sensoren sein, welche die gemessenen Informationen in Form von Daten, elektrischen Signalen und dergleichen ausgeben. Mit anderen Worten können der eine oder die mehreren Sensoren 180 dazu eingerichtet sein, Informationen über mindestens einen/einer von einem Druck des Bypass-Filtratfluids und einer Durchflussrate des Bypass-Filtratfluids zu erfassen.The one or
Unter weiterer Bezugnahme auf
Alternativ oder zusätzlich kann die Hauptsteuereinrichtung 44 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 elektrisch mit dem einen oder den mehreren Sensoren 180 der Bypass-Vorrichtung 50, 150 verbunden sein und dazu eingerichtet ist, die von dem einen oder den mehreren Sensoren gelieferten Informationen zu verarbeiten und aufzuzeichnen. Die Hauptsteuereinrichtung 44 der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann mit anderen Worten die beschriebenen Funktionen der Datenverarbeitungseinrichtung 200 alternativ oder zusätzlich realisieren.Alternatively or additionally, the
Die optionalen Sensoren und die optionale Datenverarbeitungseinrichtung der Bypass-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können so vorgesehen werden, dass sie keinen Einfluss auf den Betrieb der Ventileinrichtung 60 nehmen, wodurch die hohe Ausfallsicherheit der Bypass-Vorrichtung 50, 150 aufrechterhalten werden kann.The optional sensors and the optional data processing device of the bypass device according to the present invention can be provided so that they do not influence the operation of the
Unter Bezugnahme auf
Bezugnehmend auf
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Bezugnehmend auf
Bezugnehmend auf
Ferner stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Fluidaufbereitungssystems 10 mit einer Fluidfiltrationsvorrichtung 40 und einer Bypass-Vorrichtung 50 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das Verfahren ist gleichermaßen auch auf die Bypass-Vorrichtung 150 gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar.Furthermore, the present invention represents a method for operating a
Das Verfahren kann zunächst einen ersten Schritt des Versorgens des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 des zu versorgenden Objekts mit gefiltertem Fluid (Haupt-Filtratfluid) durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 aufweisen. In diesem Schritt kann die Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 ausschließlich über die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 erfolgen. Der Schritt des Versorgens des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 des zu versorgenden Objekts mit gefiltertem Fluid durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann beispielsweise erfolgen, wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 kleiner einem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert für das Schließen (z.B. dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D oder einem anderen vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert) ist.The method may initially include a first step of supplying the filtrate
Das Verfahren kann ferner einen zweiten Schritt des zusätzlichen oder alternativen Versorgens des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 mit gefiltertem Fluid (Bypass-Filtratfluid) durch die Bypass-Vorrichtung 50 unter Umgehung der Fluidfiltrationsvorrichtung 40, wenn die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D ist. Die Druckdifferenz kann infolge unzureichender oder unterbrochener Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 auftreten. Das Versorgen des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung 50 kann durch selbstständiges Öffnen der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz erfolgen.The method may further include a second step of additionally or alternatively supplying the filtrate
Das Versorgen des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung 50 zusätzlich zur Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann erfolgen, wenn die Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 unzureichend ist. Ein solcher Fall kann eintreten, wenn im Filtratfluidversorgungsnetz 14 in Summe eine hohe, die maximal mögliche Filtrationsmenge (d.h. Durchflussmenge) der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 übersteigende Fluidentnahme auftritt. Hierdurch kann die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D werden, wodurch die Bypass-Vorrichtung 50 aktiviert (d.h. ein Durchfluss durch die Bypass-Vorrichtung 50 erlaubt) wird und zusätzlich parallel zur Fluidfiltrationsvorrichtung 40 zugeschaltet wird.Supplying the filtrate
Das Versorgen des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung 50 alternativ zur Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 kann erfolgen, wenn die Versorgung des Filtratfluidversorgungsnetzes durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 unterbrochen ist. Ein solcher Fall kann eintreten, wenn Fluidfiltrationsvorrichtung 40 aufgrund von planmäßigen oder außerplanmäßigen Wartungsarbeiten, einer Fehlfunktion oder eines Ausfalls der Fluidfiltrationsvorrichtung 40 (beispielsweise aufgrund eines Stromausfalls) nicht in Betrieb ist. Hierdurch kann die Druckdifferenz aus Fluiddruck auf der Eingangsseite 62 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 minus Fluiddruck auf der Ausgangsseite 64 der Ventileinrichtung 60 der Bypass-Vorrichtung 50 größer oder gleich dem vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D werden, wodurch die Bypass-Vorrichtung 50 aktiviert (d.h. ein Durchfluss durch die Bypass-Vorrichtung 50 erlaubt) wird und die Bypass-Vorrichtung 50 alternativ zur außer Betrieb befindlichen Fluidfiltrationsvorrichtung 40 zugeschaltet wird.Supplying the filtrate
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner einen Schritt des Beendens des zusätzlichen oder alternativen Versorgens des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 mit gefiltertem Fluid durch die Bypass-Vorrichtung 50, wenn die Druckdifferenz kleiner vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert für das Schließen wird, aufweisen. Mit anderen Worten kann das Verfahren zum ersten Schritt des Versorgens des Filtratfluidversorgungsnetzes 14 des zu versorgenden Objekts mit gefiltertem Fluid durch die Fluidfiltrationsvorrichtung 40 zurückkehren, wenn die Druckdifferenz unter den vorbestimmten Druckdifferenzschwellenwert D sinkt.The method according to the invention may further comprise a step of terminating the additional or alternative supply of filtered fluid to the filtrate
In dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ferner ein Schritt vorgesehen sein, in welchem die Ventileinrichtung 60, zusätzlich zum druckdifferenzabhängigen Öffnen und Schließen der Ventileinrichtung 60, zwangsweise durch einen von extern steuerbaren Betätigungsmechanismus geöffnet und geschlossen werden kann. Mit anderen Worten kann das erfindungsgemäße Verfahren einen Schritt des Übersteuerns des druckdifferenzabhängigen Öffnens und Schließens der Ventileinrichtung 60 durch einen von extern steuerbaren Betätigungsmechanismus und des zwangsweisen Öffnens und Schließens der Ventileinrichtung 60 aufweisen.In the method according to the invention, a step can also be provided in which the
Mit der Bypass-Vorrichtung in einem Fluidaufbereitungssystem gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, dem sich erfindungsgemäß ergebenden Fluidaufbereitungssystem und dem Verfahren zum Betreiben eines solchen Fluidaufbereitungssystems gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann es ermöglicht werden, eine unzureichende oder unterbrochene Fluidversorgung durch die (Haupt-)Fluidfiltrationsvorrichtung des Fluidaufbereitungssystems zumindest teilweise zu kompensieren, ohne dabei ein nachgelagertes Fluidversorgungsnetz, welches ein zu versorgendes Objekt mit gefiltertem Fluid versorgt, mit partikulären Verunreinigungen zu belasten.With the bypass device in a fluid processing system according to numerous embodiments of the present invention, the fluid processing system resulting from the invention and the method for operating such a fluid processing system according to numerous embodiments of the present invention, it can be made possible to eliminate an insufficient or interrupted fluid supply through the (main) Fluid filtration device of the fluid processing system to at least partially compensate for this without burdening a downstream fluid supply network, which supplies an object to be supplied with filtered fluid, with particulate contaminants.
Hierdurch können der Komfort, die Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit solcher Fluidaufbereitungssystems verbessert werden sowie sicherheitsrelevante Problemsituationen, insbesondere in Bezug auf Brandschutz, gelöst werden.In this way, the comfort, reliability and reliability of such fluid processing systems can be improved and safety-relevant problem situations, particularly with regard to fire protection, can be solved.
Ferner können durch die vorliegende Erfindung die Kosten für Planung, Installation und Betrieb von Ultrafiltrationsanlagen an zentralen Gebäudeeingängen reduziert werden, da eine Mehrstraßigkeit zur Erhöhung der Ausfallsicherheit nicht nötig ist und zudem die Ultrafiltrationsanlagen kleiner dimensioniert werden können, da die erfindungsgemäße Bypass-Vorrichtung hohe Fluidentnahmespitzen kompensieren kann.Furthermore, the present invention can reduce the costs for planning, installing and operating ultrafiltration systems at central building entrances, since multi-lane systems are not necessary to increase reliability and the ultrafiltration systems can also be made smaller because the bypass device according to the invention compensates for high fluid withdrawal peaks can.
Zur Erleichterung der Erklärung und genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „ober...“, „unter...“, „inner...“, „äußer...“, „hoch“, „runter“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorder...“, „hinter...“, „vorne“, „hinten“ „nach innen / einwärts“, „nach außen / auswärts“, „innerhalb, „außerhalb“, „innen“, „außen“, „nach vorne / vorwärts“ und „nach hinten / rückwärts“ dazu verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf deren Positionen, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.For ease of explanation and precise definition in the appended claims, the terms "upper...", "under...", "inner...", "outer...", "up", "down", "upwards", "downwards", "front...", "behind...", "front", "back" "inwards / inwards", "outwards / outwards", "inside, "outside", “inside,” “outside,” “forward/forward,” and “backward/backward” are used to describe features of the exemplary embodiments with respect to their positions as shown in the drawings.
Die vorhergehenden Beschreibungen von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienten dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.The foregoing descriptions of certain exemplary embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration and description. It is intended that the scope of the invention be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (29)
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DE102022110516.4A DE102022110516A1 (en) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | BYPASS DEVICE FOR A FLUID PROCESSING SYSTEM, FLUID PROCESSING SYSTEM COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR OPERATING A FLUID PROCESSING SYSTEM |
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ID=88306759
Family Applications (1)
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Citations (2)
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DE102013017667A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Mann + Hummel Gmbh | Filter element with a bypass channel and filter assembly with a filter element |
DE102020215691A1 (en) | 2020-12-11 | 2022-06-15 | BSH Hausgeräte GmbH | FILTRATION SYSTEM FOR A WATER-LINED HOUSEHOLD APPLIANCE, WATER-LINED HOUSEHOLD APPLIANCE AND METHOD FOR DRAINING FLUID FROM A TREATMENT ROOM |
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2022
- 2022-04-29 DE DE102022110516.4A patent/DE102022110516A1/en active Pending
Patent Citations (2)
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DE102013017667A1 (en) | 2013-10-25 | 2015-04-30 | Mann + Hummel Gmbh | Filter element with a bypass channel and filter assembly with a filter element |
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