-
-
Wasserenthärtung wird überall da eingesetzt, wo über die üblichen Versorgungssysteme (etwa das Trinkwassernetz) lediglich relativ hartes Wasser zur Verfügung steht, jedoch aus technischen Gründen oder Komfortgründen ein weicheres Wasser erwünscht ist. Zur Wasserenthärtung können insbesondere Ionentauscher-Einrichtungen eingesetzt werden.
-
Viele Enthärtungsanlagen, insbesondere ältere Enthärtungsanlagen, können nur vollständig enthärtetes Wasser, oder ein Verschnittwasser mit einem fest eingestellten Verhältnis von Rohwasser und enthärtetem Wasser zur Verfügung stellen („ungeregelte Enthärtungsanlagen”). Vollständig enthärtetes Wasser kann jedoch zu Korrosionsproblemen im nachgeordneten Leitungen und Nutzgeräten führen, und ist zudem in der Bereitstellung teuer. Bei einem festen Verschnittverhältnis führt eine schwankende Rohwasserhärte auch zu einer schwankenden Verschnittwasserhärte, was oftmals unerwünscht ist und bei empfindlichen, nachgeordneten Nutzgeräten auch zu Beschädigungen führen kann.
-
Aus der
EP 2 323 953 B1 ist es bekannt, vorhandene Enthärtungsanlagen mit einer externen Steuereinheit nachzurüsten, die zwei Durchflussmesser, einen Härtesensor für das Rohwasser, eine automatisch verstellbare Verschneideeinrichtung, eine Bypassleitung und eine elektronische Steuereinrichtung in einem Steuereinheitsgehäuse vereint. Das Steuereinheitsgehäuse verfügt über insgesamt vier Wasseranschlüsse für Zulauf und Ablauf von Roh- und Verschnittwasser und die beiden Verbindungen zur Enthärtungsanlage.
-
Diese bekannte externe Steuereinheit ist relativ groß und legt über ihr Steuereinheitsgehäuse die Positionen der vier Wasseranschlüsse zueinander fest. Dies schränkt die Einsetzbarkeit der Steuereinheit in der Praxis ein, insbesondere bei beengten Platzverhältnissen, und verringert die Flexibilität bei der Installation, so dass oft Hilfsrohre benötigt werden, um an die vorgegebenen Wasseranschlüsse zu gelangen.
-
Aufgabe der Erfindung
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachrüstung einer Enthärtungsanlage mit einer vollautomatischen Verschneidesteuerung zu vereinfachen.
-
Kurze Beschreibung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Bausatz der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist,
dass der Bausatz umfasst
- – ein erstes Modul, insbesondere Weichwassermodul, mit einem Zulauf, einem Ablauf und einem ersten Durchflussmesser für durchfließendes Wasser;
- – ein zweites Modul, insbesondere Hartwassermodul, mit einem Zulauf, einem Ablauf, einem Wasserhärtesensor und einem zweiten Durchflussmesser für durchfließendes Wasser sowie einem Regelventil mit motorischer Stellvorrichtung zur Einstellung des Wasserflusses des durchfließenden Wassers; und
- – ein Steuergerät zur Auswertung der Daten der beiden Durchflussmesser und des Wasserhärtesensors sowie zur Ansteuerung der motorischen Stellvorrichtung,
wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, in einem vereinigten Wasserstrom der Wasserflüsse durch die Enthärtungsanlage und an der Enthärtungsanlage vorbei eine am Steuergerät programmierte Verschnittwasserhärte einzustellen, und dass das erste Modul und das zweite Modul voneinander separat sind.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind zwei Wasserflüsse, die für die vollautomatische Verschneidungssteuerung gehandhabt werden, auf zwei voneinander separate Module verteilt.
-
Das erste Modul dient im Wesentlichen zur Bestimmung eines ersten Wasserflusses, in der Regel des durch die Enthärtungsanlage strömenden enthärteten Teilstroms, oder auch des Gesamtflusses (d. h. die Summe von enthärtetem Teilstrom und Bypassteilstrom).
-
Das zweite Modul dient zur Bestimmung eines zweiten Wasserflusses, nämlich eines nicht enthärteten (Rohwasser führenden) Bypassteilstroms an der Enthärtungsvorrichtung vorbei, sowie der Härtebestimmung in diesem Teilstrom (also der Rohwasserhärtebestimmung) und der Veränderung des Wasserflusses dieses Bypassteilstroms mittels eines Regelventils.
-
Das Regelventil wird über die motorische Stellvorrichtung, die ihre Befehle vom Steuergerät erhält, verstellt. Das Steuergerät erhält die Daten (Messsignale) der Durchflussmesser und des Wasserhärtesensors aus den beiden Modulen und wertet diese für die Zwecke der Verschnittsteuerung aus.
-
Dadurch ist es möglich, das Verhältnis von enthärtetem Teilstrom und Bypassteilstrom im Verschnittwasser (das ist der vereinigte Wasserstrom des enthärteten Teilstroms und des Bypassteilstroms) so einzustellen, dass bei bekannten Wasserhärten im enthärteten Teilstrom und im Bypassteilstrom eine vorgegebene Verschnittwasserhärte erhalten wird.
-
Das Steuergerät geht dafür typischerweise von einer Wasserhärte 0° im von der Enthärtungsanlage enthärteten Wasser aus. Die Härte des Rohwassers wird ständig oder regelmäßig wiederholt (z. B. jede Minute einmal oder öfter) gemessen, zumindest wenn ein Bypassteilstrom fließt, und an das Steuergerät übermittelt. Falls sich die Rohwasserhärte verändert, wird das Verschnittverhältnis über das Regelventil und dessen motorischer Stellvorrichtung nachjustiert.
-
Man beachte, dass der Wasserfluss des enthärteten Teilstroms sich je nach Installationsposition des ersten Moduls durch den ersten Durchflussmesser direkt, oder aber über eine Differenzbildung zwischen dem Gesamtstrom und dem Bypassteilstrom ergibt. Das Steuergerät muss für die gewählte Installationsposition des ersten Moduls (im enthärtetem Teilstrom oder im Gesamtstrom) programmiert sein; bevorzugt ist sie zwischen den beiden Installationspositionen bzw. entsprechenden Programmierungen umschaltbar.
-
Das erste Modul kann unabhängig vom zweiten Modul positioniert und installiert werden, da es vom zweiten Modul separat ist. Jedes Modul für sich kann aufgrund der geringen Zahl an Funktionskomponenten und Wasseranschlüssen relativ kompakt ausgebildet werden. Jedes Modul verfügt jeweils nur über zwei Wasseranschlüsse (Zulauf und Ablauf), die bevorzugt einander gegenüberliegend und koaxial zueinander eingerichtet sind, was einen Einbau in eine gerade verlaufende Rohrleitung erleichtert. Falls gewünscht, können einer oder beide der Wasseranschlüsse in eine Bajonett-Flanschverbindung integriert sein. Ebenso sind an einem oder beiden Wasseranschlüssen Verschraubungen möglich.
-
Dieser modulare Aufbau ermöglicht eine flexible Anpassung an die Platzverhältnisse am Einsatzort. Insbesondere können die Module auch bei beengten Platzverhältnissen meist gut gehandhabt werden.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Bausatzes umfasst das Steuergerät eine Eingabevorrichtung zur Einstellung der programmierten Verschnittwasserhärte. Dadurch kann auf einfache Weise die programmierte Verschnittwasserhärte vom Benutzer vorgegeben und geändert werden. Typischerweise umfasst das Steuergerät auch eine Anzeige (etwa eine alphanumerische LCD-Anzeige), an der die programmierte Verschnittwasserhärte angezeigt werden kann.
-
Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der Bausatz weiterhin zwei Anschlusskabel umfasst, mit denen das erste Modul und das zweite Modul an das Steuergerät angeschlossen werden können. Über die Anschlusskabel werden auf einfache und zuverlässige Weise Messdaten und Steuerbefehle, und typischerweise auch Betriebsstrom, geleitet. Alternativ kann auch eine drahtlose Kommunikation, etwa über Bluetooth, und eine lokale Stromversorgung an den Modulen vorgesehen sein. Das Steuergerät ist typischerweise über ein Netzteil an das öffentliche Stromnetz (230 V AC) angeschlossen.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Wasserhärtesensor als ein Leitfähigkeitssensor ausgebildet ist. Leitfähigkeitssensoren sind relativ zuverlässig, und die Leitfähigkeitsdaten können in den meisten Fällen recht genau in Wassserhärtedaten umgerechnet werden (typischerweise im Steuergerät). Der Leitfähigkeitssensor ist bevorzugt temperaturkompensiert. Alternativ können beispielsweise auch mittels ionenselektiver Elektroden der Gehalt an Ca2+- und/oder Mg2+-Ionen zur Härtebestimmung gemessen werden.
-
Bevorzugt ist auch eine Ausführungsform, bei der das erste Modul, das zweite Modul und das Steuergerät voneinander separat sind. Wenn auch das Steuergerät separat ausgebildet ist, kann eine noch flexiblere Anpassung an die Platzverhältnisse am Installationsort erfolgen. Das Steuergerät ist bevorzugt für eine Wandinstallation eingerichtet; an einer Wand (nötigenfalls auch weiter entfernt von den beiden Modulen) ist meist ausreichend Platz verfügbar, selbst wenn die Platzverhältnisse im Bereich der Rohrleitungen und der Enthärtungsanlage beengt sind. Wenn keines der Module das Steuergerät integriert hat, können die Module besonders kompakt ausgebildet werden. Alternativ ist es auch möglich, das Steuergerät in das erste Modul oder das zweite Modul zu integrieren.
-
Erfindungsgemäße Wasserinstallationen
-
In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch eine Wasserinstallation, umfassend einen erfindungsgemäßen, oben beschriebenen Bausatz und eine ungeregelte Enthärtungsanlage, wobei eine Zulaufrohrleitung für unbehandeltes Wasser auf eine Bypassleitung und eine Enthärtungsleitung verzweigt, und die Bypassleitung und die Enthärtungsleitung auf eine Ablaufrohrleitung für Verschnittwasser zusammengeführt sind, und wobei die Enthärtungsanlage in die Enthärtungsleitung eingebaut ist, das zweite Modul in die Bypassleitung eingebaut ist, und das erste Modul in die Zulaufrohrleitung oder die Ablaufrohrleitung oder die Enthärtungsleitung eingebaut ist. Mit dieser Wasserinstallation, in der der erfindungsgemäße Bausatz verbaut ist, kann ein Verschnittwasser mit einer sehr stabilen Wasserhärte zur Verfügung gestellt werden, auch wenn die Enthärtungsanlage als solche ungeregelt ist (also keine oder nur eine feste Verschneidung vorsieht) und die Rohwasserhärte (Härte des unbehandelten Wassers) oder andere verschneidungsrelevante Größen (etwa der Wasserdruck) zeitlich schwanken. Die Zulaufrohrleitung ist typischerweise an das öffentliche Trinkwassernetz angeschlossen, und die Ablaufrohrleitung bespeist ein nachfolgendes Wassernetz, etwa ein Hauswassernetz, oder eine technische Anlage, die Wasser einer bestimmten Härte benötigt.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wasserinstallation sieht vor, dass das erste Modul in die Enthärtungsleitung eingebaut ist und bezüglich des Wasserflusses hinter der Enthärtungsanlage angeordnet ist. Durch den Einbau in die Enthärtungsleitung ist der enthärtete Teilstrom direkt bestimmbar, Weiterhin sind durch die Position hinter der Enthärtungsanlage Fehler in der Bestimmung des enthärteten Teilstroms durch einen Spülwasserstrom, den die Enthärtungsanlage (meist nur zeitweise) in das Abwasser einleitet (etwa im Rahmen einer Regeneration eines Ionentauscherharzes), ausgeschlossen.
-
Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der in der Enthärtungsleitung bezüglich des Wasserflusses hinter der Enthärtungsanlage ein Rückflussverhinderer angeordnet ist. Mit dem Rückflussverhinder wird ein Einsträmen von Wasser aus dem Bypassteilstrom (der meist einen relativ hohen Druck hat) in die Enthärtungsanlage verhindert, deren Ausgangsdruck durch die Wasserbehandlungsfunktion meist verringert ist (insbesondere wenn die Enthärtungsanlage eine Umkehrosmose-Einrichtung umfasst). Falls das erste Modul in der Enthärtungsleitung angeordnet ist, ist der Rückflussverhinderer bevorzugt auch bezüglich des Wasserflusses hinter dem ersten Modul angeordnet.
-
Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform, bei der die Zulaufrohrleitung mittels eines ersten T-Stücks auf die Bypassleitung und die Enthärtungsleitung verzweigt, und bei der die Bypassleitung und die Enthärtungsleitung mittels eines zweiten T-Stücks auf die Ablaufrohrleitung zusammengeführt sind. Mittels T-Stücken ist eine einfache Aufspaltung bzw. Zusammenführung der Wasserströme möglich. Die im T-Stück enthaltenen koaxialen Anschlüsse eignen sich sehr gut für den Einbau in eine gerade Rohrleitung; der seitlich abgehende Anschluss wird meist für die Bypassleitung verwendet. Alternativ sind auch andere Verzweigungsstücke, etwa Y-Stücke, möglich.
-
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Enthärtungsanlage eine oder mehrere Ionentauscher-Einrichtungen umfasst. Ionentauscher können relativ kostengünstig einen hohen und kontinuierlichen Wasserdurchfluss enthärten. Zudem kann der Gesamtgehalt an Salzen im Wasser im Wesentlichen erhalten bleiben. Ionentauscher können mit Salzsole regeneriert werden. Mit einem Mischbett-Ionentauscher, der mit H+- oder OH–-Ionen beladen ist, kann auch eine Entsalzung erfolgen.
-
Bei einer anderen, vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Enthärtungsanlage eine oder mehrere Umkehrosmose-Einrichtungen. Mit Umkehrosmose-Einrichtungen kann der Salzgehalt im Wasser gesenkt werden, zudem wird keine Salzsole zur Regeneration benötigt.
-
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
-
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wasserinstallation, in der ein erfindungsgemäßer Bausatz verbaut ist.
-
Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Wasserinstallation 10, in der ein erfindungsgemäßer Bausatz, umfassend ein erstes Modul 1, ein zweites Modul 2 und ein Steuergerät 3, dazu eingesetzt wird, bei einer ungeregelten Enthärtungsanlage 4 (die hier lediglich vollständig enthärtetes Wasser, auch Weichwasser genannt, bereitstellen kann) eine vollautomatische Verschneidung von Rohwasser und Weichwasser einzurichten.
-
Das erste Modul 1 umfasst für einen ersten Wasserfluss (hier einen enthärteten Teilstrom aus der Enthärtungsanlage 4) einen ersten Durchflussmesser 5, etwa nach Art einer Durchflussturbine, hier in einem Gehäuse 6. Das erste Modul 1 bildet einen Zulauf 7 und einem Ablauf 8 aus.
-
Das zweite Modul 2 umfasst für einen zweiten Wasserfluss (nämlich einen rohwasserführenden Bypassstrom, der die Enthärtungsanlage umgeht) einen Wasserhärtesensor 9, hier einen Leitfähigkeitssensor, weiter einen zweiten Durchflussmesser 11, etwa nach Art einer Durchflussturbine, und weiter ein Regelventil 12, etwa nach Art eines Dosierkugelhahns, mit einer motorischen Stellvorrichtung (Antriebsvorrichtung) 13. Der Wasserhärtesensor 9, der zweite Durchflussmesser 11 und das Regelventil 12 sind in Serie angeordnet und fest miteinander verbunden (etwa verflanscht), und hier in einem gemeinsamen Gehäuse 14 angeordnet. Das zweite Modul 2 bildet einen Zulauf 15 und einen Ablauf 16 aus.
-
Das Steuergerät 3 umfasst eine nicht näher dargestellte Steuerelektronik, die über Signalleitungen 17a, 17b, 17c Messsignale vom ersten Durchflussmesser 5, vom Wasserhärtesensor 9 und vom zweiten Durchflussmesser 11 erhält, und weiterhin über eine Signalleitung 17d Steuersignale an die Stellvorrichtung 13 gibt (soweit erforderlich, können auch Positionssignale von der Stellvorrichtung 13 oder dem Regelventil 12 an die Steuerelektronik weitergegeben werden). Die Signalleitung 17a ist hier in einem ersten Anschlusskabel 18a untergebracht, und die Signalleitungen 17b, 17c, 17d sind hier in einem zweiten Anschlusskabel 18b untergebracht. Man beachte, dass alternativ auch eine drahtlose Kommunikation mit dem Steuergerät 3 möglich ist. Das Steuergerät 3 verfügt hier über ein eigenes Gehäuse 19.
-
Über eine Zulaufrohrleitung 20 fließt der Wasserinstallation 10 nicht enthärtetes Wasser (Rohwasser) zu. Dieser Gesamtstrom wird an einem ersten T-Stück 21 auf einen zu enthärtenden Teilstrom in einer Enthärtungsleitung 22 und einen rohwasserführenden Bypassteilstrom in einer Bypassleitung 23 aufgeteilt.
-
In die Enthärtungsleitung 22 sind die Enthärtungsanlage 4 und in Flussrichtung dahinter das erste Modul 1 eingebaut; weiterhin ist in der Enthärtungsleitung 22 hinter dem ersten Modul 1 ein Rückflussverhinderer 28 vorgesehen. Da das erste Modul 1 hier im Bereich des Weichwassers hinter der Enthärtungsanlage 4 angeordnet ist, kann es auch als Weichwassermodul bezeichnet werden. In die Bypassleitung 23 (auch Verschneidewasserleitung genannt) ist das zweite Modul 2 eingebaut. Da das zweite Modul 2 in der Bypassleitung 23 angeordnet ist, die nicht enthärtetes Wasser führt, kann das zweite Modul 2 auch als Hartwassermodul bezeichnet werden.
-
Die Enthärtungsleitung 22 und die Bypassleitung 23 sind an ihren (bezüglich der Flussrichtung hinteren) Enden an einem zweiten T-Stück 24 zusammengeführt, so dass ein vereinigter Wasserstrom („Verschnittwasser”) aus enthärtetem Teilstrom aus der Enthärtungsleitung 22 und Bypassteilstrom aus der Bypassleitung 23 in eine Ablaufrohrleitung 25 eingeleitet wird. Das in die Ablaufrohrleitung 25 eingeleitete Verschnittwasser steht Verbrauchern im nachgeordneten Wassernetz zur Verfügung.
-
Das Steuergerät 3 weist eine Eingabevorrichtung 26, hier eine Tastatur, auf, mit der ein Sollwert für eine Härte des Verschnittwassers programmiert werden kann; der Sollwert kann an einer Anzeige 27, hier eine LCD-Anzeige, abgelesen werden. Das Steuergerät 3 ermittelt aus der mit dem Wasserhärtesensor 9 gemessenen Härte des Rohwassers und einer angenommenen Weichwasserhärte (hinter der Enthärtungsanlage 4) von in der Regel 0°dH ein einzustellendes Verhältnis von enthärtetem Teilstrom und Bypassteilstrom, mit dem die gewünschte Verschnittwasserhärte erreicht wird. Beträgt z. B. die Rohwasserhärte 12°dH, und wird für die Weichwasserhärte 0°dH unterstellt, so ergibt sich bei einer gewünschten Verschnittwasserhärte von 8°dH ein einzustellendes Verhältnis von enthärtetem Teilstrom zu Bypassteilstrom von 1:2. Das Steuergerät 3 überprüft laufend über den ersten Durchflussmesser 5 den enthärteten Teilstrom, und über den zweiten Durchflussmesser 11 den Bypassteilstrom, und bestimmt das tatsächliche Verhältnis der Teilströme. Ist das tatsächliche Verhältnis zu niedrig, wird über die motorische Stellvorrichtung 13 das Regelventil 12 weiter zugedreht und so der Bypassteilstrom reduziert. Ist das tatsächliche Verhältnis zu hoch, wird das Regelventil weiter aufgedreht und so der Bypassteilstrom erhöht. Das Steuergerät 3 kann dabei insbesondere mit einem PD-Regler zur Einstellung der Stellvorrichtung 13 bzw. des Regelventils 12 ausgebildet sein. Wenn sich die gemessene Rohwasserhärte ändert, wird das einzustellende Verhältnis der Teilströme neu bestimmt und das Regelventil 12 entsprechend verstellt.
-
Da das erste Modul 1, das zweite Modul 2 und hier auch das Steuergerät 3 als separate und jeweils als Ganzes handhabbare Bauteile ausgebildet sind, können diese einfach und flexibel in die Wasserinstallation 10 integriert werden, insbesondere gemäß den lokalen räumlichen Gegebenheiten unabhängig voneinander räumlich positioniert werden. Zudem sind die einzelnen Module 1, 2 und auch das Steuergerät 3 relativ kompakt, was deren Installation bei beengten Platzverhältnissen erleichtert.
-
Man beachte, dass das erste Modul 1 alternativ auch vor der Enthärtungsanlage 4 in der Enthärtungsleitung 22 eingebaut werden kann. Ebenso ist es möglich, das erste Modul 1 in die Zulaufrohrleitung 20 oder in die Ablaufrohrleitung 25 einzubauen, so dass der erste Durchflussmesser 5 den Gesamtstrom misst. Der enthärtete Teilstrom kann dann durch das Steuergerät 3 über eine Differenzbildung von Gesamtstrom und Bypassteilstrom (gemessen mit dem zweiten Durchflussmesser 11) ermittelt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2323953 B1 [0001, 0004]
