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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser zumindest eines Heizungswasserkreislaufs, wobei die Vorrichtung zumindest einen Voreinlass und einen Endauslass aufweist, über welche die Vorrichtung in den Heizungswasserkreislauf einbindbar ist, wobei die Vorrichtung ferner zumindest einen Nachspeiseeinlass, eine Steuereinheit, zumindest eine Pumpe und zumindest einen Behälter aufweist, wobei der Behälter zumindest einen ersten Einlass und einen ersten Auslass aufweist, wobei in dem Behälter zumindest ein Filter und/oder ein Ionenaustauscher angeordnet ist, wobei die Pumpe stromab und/oder stromauf des Behälters angeordnet ist, wobei der Nachspeiseeinlass in dem Voreinlass und/oder in dem Behälter mündet, und wobei dem ersten Einlass ein absperrbares Ventil, insbesondere ein Motorkugelhahn vorgeschaltet ist.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Heizungsanlage einer Gebäudeheizung mit einer Vorrichtung zur Aufbereitung des Heizungskreislaufwassers.
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Derartige Vorrichtungen zur Aufbreitung von Heizungskreislaufwasser sind bekannt. Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser ist es, dass eine Nachspeisung der Vorrichtung mit Frischwasser lediglich aufwändig per Hand eingeleitet werden kann. Ferner erfolgt dabei die Nachspeisung ohne Berücksichtigung des im System vorherrschenden Drucks, also unkontrolliert, was zu Beschädigungen des Systems führen kann.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, insbesondere die genannten Nachteile zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie eine Heizungsanlage gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Besonders vorteilhaft bei der Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser zumindest eines Heizungswasserkreislaufs, wobei die Vorrichtung zumindest einen Voreinlass und einen Endauslass aufweist, über welche die Vorrichtung in den Heizungswasserkreislauf einbindbar ist, wobei die Vorrichtung ferner zumindest einen Nachspeiseeinlass, eine Steuereinheit, zumindest eine Pumpe und zumindest einen Behälter aufweist, wobei der Behälter zumindest einen ersten Einlass und einen ersten Auslass aufweist, wobei in dem Behälter zumindest ein Filter und/oder ein Ionenaustauscher angeordnet ist, wobei die Pumpe stromab und/oder stromauf des Behälters angeordnet ist, wobei der Nachspeiseeinlass in dem Voreinlass und/oder in den Behälter mündet, und wobei dem ersten Einlass ein absperrbares Ventil, insbesondere ein Motorkugelhahn vorgeschaltet ist, ist es, dass der Nachspeiseeinlass zumindest ein fernsteuerbares Absperrorgan, insbesondere Magnetventil oder Motorventil aufweist, wobei das fernsteuerbare Absperrorgan und zumindest ein Druckmesser, insbesondere ein Druckschalter mit der Steuereinheit gekoppelt sind und das fernsteuerbare Absperrorgan mittels der Steuereinheit betätigt wird.
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Als repräsentative Größe für den Bedarf an Nachspeisewasser im Heizungswasserkreislauf kann der Systemdruck angenommen werden. Mit dem Begriff Systemdruck ist der Druck des Fluids in dem Heizungswasserkreislauf gemeint, in den eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird.
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Mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 1 kann eine Nachspeisung der Vorrichtung mittels des Steuergeräts unter Berücksichtigung des mittels des Druckmessers ermittelten Drucks eingeleitet werden. Dies kann dabei sowohl manuell über die Steuereinheit, insbesondere mit einer Befehlseingabe, als auch automatisch erfolgen. Eine Nachspeisung erfolgt dabei mittels der Steuereinheit, indem diese das fernsteuerbare Absperrorgan betätigt bzw. öffnet. Insbesondere kann die Nachspeisung automatisch, insbesondere bei einem festgelegten mittels des Druckmessers ermittelten Druck und/oder in festgelegten Zeitabständen, von der Steuereinheit eingeleitet werden. Auf diese Weise kann eine per Hand, insbesondere durch manuelles Öffnen und Schließen von Absperrorganen, einzuleitende Nachspeisung entbehrlich gemacht werden und somit der Wartungsaufwand reduziert werden. Das fernsteuerbare Absperrorgan kann als Magnetventil, insbesondere zwangsschließend, ausgeführt sein. Hierdurch ist die Nachspeisung schnell und energiearm und ohne Mediendruck öffenbar und schließbar. Alternativ kann das fernsteuerbare Absperrorgan als Motorkugelhahn ausgeführt sein.
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Ferner kann es sich bei dem fernsteuerbaren Absperrorgan um ein elektrisch betätigbares, insbesondere elektromotorisch oder elektromagnetisch oder pneumatisch betätigbares Absperrorgan, insbesondere Ventil handeln. Insbesondere kann es sich dabei ferner um ein federschliessendes Motorventil handeln. Auf diese Weise ist ein derartiges Absperrorgan von der Steuereinheit ansteuerbar, sodass eine manuelle und/oder automatische Nachspeisung über die Steuereinheit ermöglicht wird.
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Der Nachspeiseeinlass kann dabei in dem Voreinlass und/oder in dem Behälter münden, wodurch der Zutritt von salzhaltigem Nachspeisewasser und/oder von Härtebildnern in den Heizungskreislauf verhindert wird, da das nachgespeiste Wasser der Aufbereitung im Behälter unterzogen wird, bevor es in den Heizungswasserkreislauf gelangt.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit ein fehlerfreier bzw. defektfreier Betrieb der Vorrichtung bzw. der Heizungsanlage, in die eine derartige Vorrichtung integriert ist, ermöglicht werden, sodass die Lebensdauer der Heizungsanlage bzw. der Vorrichtung erhöht werden kann.
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Die Begriffe Heizungskreislaufwasser sowie Heizungswasser werden im Sinne der Erfindung für das mit der Vorrichtung aufzubereitende Wasser synonym benutzt.
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Unter den Begriffen Voreinlass, Endauslass, Nachspeiseeinlass sind stets Eingangs- bzw. Ausgangsstellen sowie die zum Transport des Heizungswassers gehörenden Leitungen gemeint. Über den Voreinlass und den Auslass ist die Vorrichtung in einen Heizungswasserkreislauf einbindbar. Über den Nachspeiseeinlass lässt sich die Vorrichtung an einen Stadtwasseranschluss, einen Trinkwasseranschluss oder einen Nachspeisewassertank anschließen.
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Mit dem Begriff gekoppelt ist die Kommunikationsfähigkeit zur Signalübertragung zwischen den gekoppelten Elementen gemeint. Dabei kann die Kommunikation über Kabel und/oder drahtlos erfolgen.
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Bei dem Druckmesser kann es sich insbesondere um Drucktransmitter und/oder Drucksensor und/oder Druckschalter handeln.
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Insbesondere kann bei einem festgelegten mittels des Druckmessers ermittelten Druck ein Signal insbesondere an die Steuereinheit erfolgen. Insbesondere kann die Steuereinheit zur Ausgabe des Signals eine Schnittstelle aufweisen. Das Signal kann von einer Person wahrgenommen werden, sodass eine Nachspeisung manuell mittels der Steuereinheit ausgelöst werden kann. Insbesondere kann das Signal eine automatische Nachspeisung auslösen, indem die Steuereinheit die Öffnung des fernsteuerbaren Absperrorgans einleitet. Dabei kann die Steuereinheit den mittels des gekoppelten Druckmessers gemessenen Druck überwachen und bei vorgegebenem Druck automatisch eine Nachspeisung aktivieren.
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Das absperrbare Ventil vor dem ersten Einlass, insbesondere ein Motorkugelhahn kann von der Steuereinheit entsprechend des vorgegebenen Prozesses angesteuert werden und auf diese Weise den Zulauf des Heizungskreislaufwassers über den ersten Einlass erlauben bzw. verhindern.
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Die Pumpe wird vorzugsweise über ein Zeitprogramm angesteuert. Hierdurch ist es möglich, einen Dauerlauf der Pumpe, also einen permanenten Betrieb, oder auch alternativ einmalig oder mehrfach pro Tag für einen bestimmten Zeitraum die Pumpe und damit die Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser zu betreiben.
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Es können sowohl der Voreinlass als auch der Endauslass jeweils zumindest ein Absperrventil aufweisen. Insbesondere können diese Absperrventile bauseitig seitens der Heizungsanlage vorgesehen sein. Insbesondere können diese Absperrventile mit der Steuereinheit gekoppelt sein. Mittels derartiger Absperrventile kann die Vorrichtung sowohl in geschlossenen als auch in offenen Systemen zum Einsatz kommen. Alternativ oder kumulativ kann bauseitig ein Rückschlagventil am Voreinlass und/oder am Endauslass vorgesehen sein.
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Insbesondere kann der Behälter öffenbar sein. Somit können die eingesetzten Filter und/oder Ionenaustauscher mit wenig Aufwand gereinigt oder gewechselt werden.
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Vorzugsweise ist an dem Nachspeiseeinlass zumindest eine Sicherungsarmatur, insbesondere Rohrtrenner und/oder Systemtrenner, angeordnet. Durch die Sicherungsarmatur wird ermöglicht, die Vorrichtung direkt an eine Stadtwasser- und/oder Trinkwasserleitung anzuschließen, ohne bauseitig zusätzliche Elemente anzuordnen.
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Vorzugsweise ist an dem Nachspeiseeinlass zumindest ein Wasserzähler, insbesondere ein Turbinendurchflussmesser angeordnet, der mit der Steuereinheit gekoppelt. Der Wasserzähler an dem Nachspeiseeinlass ermöglicht es, den Wasserverbrauch des nachgespeisten Wassers mittels der Steuereinheit zu überwachen. Insbesondere bei Überschreitung eines festgelegten Verbrauchs an Nachspeisewasser kann die Steuereinheit ein Signal ausgeben und/oder die Nachspeisung stoppen. Auf diese Weise kann ein Leck innerhalb der Vorrichtung und/oder innerhalb des Heizungswasserkreislaufs festgestellt werden. Alternativ kann es sich bei dem Wasserzähler um einen Kontaktwasserzähler handeln und es können mehrere Wasserzähler angeordnet werden.
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Vorzugsweise ist der Druckmesser stromab des Voreinlasses oder an dem Voreinlass angeordnet. Dadurch ist eine Nachrüstung eines bestehenden Heizungswasserkreislaufs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, ohne an dem Kreislauf selbst was zu ändern. Dabei kann der mittels des Druckmessers ermittelte Druck als repräsentativ, insbesondere für den Systemdruck, angenommen werden, wenn die Pumpe gerade nicht betrieben wird. Also kann die Druckübermittlung an die Steuereinheit vorteilhafterweise erfolgen, während die Pumpe nicht läuft.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind stromab des ersten Auslasses, insbesondere zwischen dem ersten Auslass und der Pumpe, ein Leitfähigkeitssensor und/oder ein Druckmesser und/oder ein Temperatursensor angeordnet. Insbesondere können diese Messelemente mit der Steuereinheit gekoppelt sein.
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Bei Anordnung eines Druckmessers kann die Pumpendrehzahl optimal geregelt werden, ohne dass die Pumpe kavitiert. Somit wird ein effizienter Betrieb der Vorrichtung sowie eine lange Lebensdauer der Pumpe gewährleistet. Der Druckmesser dient ferner dem Schutz der Pumpe im Filtrations-/Enthärtungs-/Entsalzungs- und Entgasungsbetrieb, indem zugeordnete Grenzwerte durch die Steuerung überwacht werden.
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Bei Anordnung eines Temperatursensors kann die Pumpendrehzahl der Temperatur angepasst werden, um eine optimale Effizienz zu erreichen und eine Kavitation zu vermeiden. Die optimale Pumpendrehzahl kann dabei anhand der Dampfdruckkurve sowie des ermittelten Drucks und/oder der ermittelten Temperatur angepasst werden.
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Ferner kann bei Anordnung eines Leitfähigkeitssensors der Ionengehalt des Wassers über die elektrische Leitfähigkeit abgeschätzt werden, um somit Grenzwerte einzuhalten und eine optimale Funktionsweise der Vorrichtung zu gewährleisten. Die elektrische Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers ist ein Maß für den Salzgehalt des Wassers und somit als Indikator geeignet, um festzustellen, ob bei Einsatz der Anlage zur Entsalzung die Ionenaustauscherfüllung ersetzt werden muss.
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Insbesondere kann die Leitfähigkeitsmessung mit einem Messbereich von 0 bis 500 oder 5000 μS/cm erfolgen. Der Messbereich ist vorzugsweise in der Steuerung je nach Anwendung umschaltbar, um eine möglichst genaue Messung zu ermöglichen. Nach der VDI-Richtlinie 2065 Blatt 2 wird eine Leitwertkontrolle vorgeschrieben, auch bei Enthärtung oder Betrieb mit Stadtwasser. Durch die Integration einer Messeinheit zur Messung der elektrischen Leitfähigkeit, d. h. der Integration einer Leitfähigkeitsmessung in die Vorrichtung, wird somit den Anforderungen insbesondere gemäß der Richtlinie VDI 2065 Blatt 2 genüge getan. Insbesondere kann die Steuereinheit die Leitfähigkeit auf einen Anstieg überwachen, der auf eine Erschöpfung der Ionenaustauscherfüllung hindeutet und zeigt eine entsprechende Warnung an.
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Insbesondere kann der Behälter zumindest einen Druckmesser aufweisen, der insbesondere im oberen Bereich des Behälters angeordnet sein kann. Bevorzugt wird der Druck oberhalb der Oberkante des Filter- und/oder Ionenaustauschermaterials gemessen. Der dadurch ermittelte Druckwert kann in Kombination mit der Druckmessung stromab des ersten Auslasses zur Ermittlung des Druckabfalls über dem Behälter und damit zur Überwachung eines verstopften Filter- und/oder Ionenaustauscherbetts dienen. Insbesondere kann dieser Druckmesser mit der Steuereinheit gekoppelt sein. Die Überwachung wird vorzugsweise mittels der Steuereinheit durchgeführt. Bei Erreichen eines bestimmten Wertes wird eine Warnung über die Steuereinheit angegeben. In einer weiteren Ausführungsform wird der Druckmesser durch einen Manometer gebildet oder ergänzt, wobei der Druckabfall hierbei von einer Person ermittelt und überwacht werden muss.
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Vorzugsweise ist dem Voreinlass ein pH-Meter nachgeschaltet, der insbesondere mit der Steuereinheit gekoppelt sein kann. Der pH-Wert des Wassers vor der Aufbereitung kann als Eingangsgröße für die Auswahl der Betriebsart dienen, um eine hohe Effizienz der Vorrichtung zu gewährleisten. Insbesondere kann der pH-Wert dabei elektrochemisch, insbesondere mittels Glas- oder Wasserstoffelektroden oder Feldeffekttransistoren bestimmt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist/sind an dem Nachspeiseeinlass ein Druckminderer und/oder eine weitere Pumpe, angeordnet. Insbesondere kann ein derartiger Druckminderer in der Sicherungsarmatur integriert sein. Durch den Druckminderer kann sichergestellt werden, dass der maximal zulässige Systemdruck nicht überschritten wird. Auf diese Weise wird die Vorrichtung bzw. die Anlage geschützt. Die weitere Pumpe kann sicherstellen, dass der erforderliche Druck für die Nachspeisung gewährleistet wird. Insbesondere können der Druckminderer und/oder die weitere Pumpe mit Steuereinheit gekoppelt sein und somit von ihr, insbesondere innerhalb eines geschlossenen Regelkreises, gesteuert werden.
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Vorzugsweise werden mittels der Steuereinheit durch Messelemente erfasste Messwerte ausgewertet und zumindest die Pumpe, insbesondere über einen Frequenzumrichter, gesteuert. Mit den Messelementen sind sämtliche Sensoren, Druckmesser und Wasserzähler gemeint, die mit der Steuereinheit gekoppelt sein können.
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Auf diese Weise kann der Prozessablauf abhängig von den gemessenen Parametern, insbesondere innerhalb eines geschlossenen Regelkreises, gesteuert werden. Dabei kann auf diese Weise eine lange Lebensdauer sowie eine effiziente Arbeitsweise der Vorrichtung gewährleistet werden. Vorzugsweise können die mit der Steuereinheit gekoppelten Ventile über die Steuereinheit, insbesondere innerhalb eines geschlossenen Regelkreises, gesteuert und/oder geregelt werden. Vorzugsweise wird die Pumpe mit einem Frequenzumrichter betrieben und die Drehzahl entsprechend dem aktuellen Betriebszustand eingestellt. Somit ist ein energieeffizienter Betrieb möglich.
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Insbesondere kann die Steuereinheit eine Schnittstelle aufweisen. Diese Schnittstelle kann sämtliche mit der Vorrichtung ermittelten Messwerte zur Anzeige bringen und/oder einem übergeordneten Computer insbesondere über einen Datenträger zuführen, der insbesondere eine langfristige Analyse der Daten durchführen kann. Ferner vorzugsweise kann der Schnittstelle ein externes Signal insbesondere zur Freigabe einer der Betriebsarten zugeführt werden. Damit kann auch die Einleitung einer der Betriebsarten manuell unterbunden werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem Voreinlass und/oder an dem Endauslass ein Rückschlagventil angeordnet. Ein Rückschlagventil am Voreinlass ermöglicht die Förderung des Heizungskreislaufwassers zur Vorrichtung und verhindert gleichzeitig den Rückfluss, wodurch ein Einsatz der Vorrichtung in offenen Systemen ermöglicht wird. Ein Rückschlagventil am Endauslass ermöglicht den Auslass des aufbereiteten Wassers aus der Vorrichtung und verhindert gleichzeitig den Rückfluss in die Vorrichtung.
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Vorzugsweise weist der Behälter einen zweiten Einlass und einen Entlüftungsauslass auf, wobei im Behälter zumindest eine dem zweiten Einlass nachgeschaltete Düse angeordnet ist, die den Filter und/oder Ionenaustauscher während des Entgaserbetriebs mit Heizungswasser insbesondere unter Systemdruck beschickt, wobei dem ersten Auslass die Pumpe nachgeschaltet ist, mittels welcher ein Unterdruck in dem Behälter erzeugbar ist, sodass eine Entgasung des Heizungskreislaufwassers durch den von der Pumpe erzeugbaren Unterdruck möglich ist und das Gas über den Entlüftungsauslass abführbar ist.
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Mit dem Begriff des Beschickens des Filters und/oder des Ionenaustauschers während des Entgaserbetriebs mit Heizungswasser ist dabei insbesondere das Einleiten des Heizungswassers über die Düse in den Behälter gemeint.
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Dadurch ist eine Filterung, eine Enthärtung, eine Entsalzung ebenso wie eine Entgasung des Wassers durch eine einzige Vorrichtung möglich. Somit kann mit der Vorrichtung auch die geforderte Qualität des Heizungswassers hinsichtlich des Gasgehalts sichergestellt werden. Dabei kann der Entgaserbetrieb manuell und/oder automatisch bspw. über eine Wochenschaltuhr aktiviert werden. Durch die im Behälter angeordnete Düse kann bei der Entgasung eine Druckminderung und eine Volumenstrombegrenzung des Zulaufwassers erreicht werden, sodass kein Druckminderventil und/oder eine Drosselung vor dem zweiten Einlass notwendig ist.
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Bei Schließung, insbesondere mittels der Steuereinheit, des absperrbaren Ventils, insbesondere eines Motorkugelhahns, vor dem ersten Einlass im Entgaserbetrieb wird eine Beschickung des im Behälter angeordneten Filters und/oder Ionenaustauschers über die im Behälter angeordnete Düse erzwungen.
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Insbesondere kann die Düse im oberen Bereich, insbesondere in der oberen Hälfte, im oberen Drittel, im oberen Viertel, insbesondere im Deckel des Behälters angeordnet sein, sodass die Beschickung des Filters und/oder Ionenaustauschers erleichtert wird.
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Insbesondere kann der Nachspeiseeinlass in dem zweiten Einlass münden, sodass das nachgespeiste Wasser zwingend einer Entgasung unterzogen wird, bevor es in den Heizungswasserkreislauf gelangt. Alternativ oder kumulativ kann mittels der Steuereinheit während einer Nachspeisung zwingend der Entgaserbetrieb aktiviert werden.
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Insbesondere kann dabei der Leitungsabschnitt im Zulauf der Düse derartig ausgeführt sein, dass dessen Demontage auf eine einfache und schnelle Weise möglich ist.
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Insbesondere kann dem Entlüftungsauslass ein automatisches Entlüftungsventil nachgeschaltet sein, wobei dem automatischen Entlüftungsventil zumindest ein Rückschlagventil nachgeschaltet sein kann, welches die Vakuumfestigkeit im Entgasungsbetrieb gewährleistet. Eine derartige Ventilkombination leitet das Gas im Anschluss an die Entgasung aus dem Behälter ab, wobei es gleichzeitig ein Eindringen von Luft in den Behälter verhindert. Das automatische Entlüftungsventil öffnet bei einem Erreichen eines bestimmten Gasdrucks im Behälter und schließt anschließend automatisch, wenn das Gas abgeführt wurde.
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Alternativ oder kumulativ kann der Behälter einen Be-/Entlüftungsauslass aufweisen, wobei dem Be-/Entlüftungsauslass ein automatisches Entlüftungsventil und/oder ein manuelles Ventil nachgeschaltet sein kann. Das manuelle Ventil kann bei Wartungsarbeiten und/oder einem Tausch des Filters und/oder Ionenaustauschermediums eine Druckentlastung des Behälters einleiten und somit eine Entleerung des Behälters erleichtern.
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Insbesondere kann der Behälter einen Füllstandsschalter aufweisen, der insbesondere oberhalb des Filters und/oder Ionenaustauschers angeordnet sein kann. Insbesondere kann dieser Schalter mit der Steuereinheit gekoppelt sein. Im Falle der Ausführungsform der Vorrichtung mit einer Entgasungsfunktion steht der Raum des Behälters zwischen dem Deckel und dem Füllstandsschalter komplett für eine Entgasung zur Verfügung. Ein derartiger Füllstandsschalter dient zur Identifikation der Beendigung eines Entgaserbetriebs und dem Schutz der Pumpe im Filtrations- und/oder Entsalzungs- und/oder Enthärtungsbetrieb. Dies geschieht bspw. dadurch, dass im Falle einer Undichtigkeit des Behälters ein Lufteintritt erfolgt, was ein Ansprechen des Füllstandsschalters bewirkt. In diesem Fall kann die Steuereinheit eine Störmeldung generieren und insbesondere die Vorrichtung abschalten.
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Insbesondere können bei der Vorrichtung mehrere Betriebsarten, insbesondere ein Filterbetrieb und/oder Enthärterbetrieb und/oder ein Entsalzungsbetrieb und/oder ein Entgaserbetrieb und/oder eine Nachspeisung, möglich sein. Diese können von der Steuereinheit und/oder manuell eingeleitet werden. Durch die Betriebsarten kann das Heizungskreislaufwasser in einer beliebigen Qualität bereitgestellt werden. Insbesondere ist ein Voll-Entsalzungsbetrieb (VE-Betrieb) möglich. Dieser stellt eine spezielle Form des Entsalzungsbetriebs dar, bei dem das Wasser möglichst gänzlich von den darin gelösten Salzen befreit wird.
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Vorzugsweise weist der Behälter zumindest einen Entleerungsauslass auf. Ein derartiger Auslass erlaubt es, dem Behälter das Wasser zu entnehmen, um Wartungsarbeiten oder dergleichen an der Vorrichtung vorzunehmen. In Kombination mit der Betätigung des Be-/Entlüftungsauslasses kann die Entleerung erleichtert werden. Ebenso kann das entnommene Wasser bspw. anderen Heizungswasserkreisläufen zugeführt werden, um dort eine geforderte Wasserqualität zu erreichen. Ferner kann dem Entleerungsauslass ein absperrbares Ventil nachgeschaltet werden, um den Entnahmeprozess zu vereinfachen.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem in den Behälter eingesetzten Filter um einen Filtereinsatz, insbesondere um eine Filterkerze oder in Beuteln oder Kartuschen verpacktes Filtermaterial.
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Vorzugsweise handelt es sich bei einem in den Behälter eingesetzten Ionenaustauschern um Ionenaustauschereinsätze, insbesondere um Ionenaustauscherharze, insbesondere Enthärterharze und/oder Mischbettharze in Beuteln oder Kartuschen oder dergleichen.
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Vorzugsweise ist dem Endauslass ein weiterer Filter vorgeschaltet. Dieser verhindert ein Eindringen von Filter- oder Ionenaustauschermaterial in den Heizungskreislauf. Dieser kann ebenfalls als Filtereinsatz, insbesondere Filterkerze ausgeführt sein.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl zur Befüllung von neuen oder neu zu befüllenden Heizungssystemen als auch zur Nachbehandlung von in Betrieb befindlichen Heizungssystemen eingesetzt werden. Insbesondere kann die Vorrichtung im Nebenstrom zum Heizungskreislauf parallel geschaltet betrieben werden, so dass im Betrieb der Heizungsanlage stets ein Teilstrom des Heizungskreislaufwassers aufbereitet wird, um je nach Anforderung den Salzgehalt und/oder Kalkgehalt und/oder den Gasgehalt und/oder die Partikelbelastung des Wassers zu reduzieren und die geforderte Wasserqualität über einen längeren Zeitraum auch während des Betriebes der Heizungsanlage zu gewährleisten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch in offenen Systemen eingesetzt werden.
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Durch die konstruktive Möglichkeit in einer Vorrichtung wechselweise Filtermedien zur Enthärtung, Entsalzung oder Filtration einsetzen zu können sowie die Vorrichtung mit Nachspeisewasser zu versorgen, kann eine Heizungsanlage angepasst an die Qualitätsanforderung mit enthärtetem und/oder entsalztem und/oder entgastem Wasser in einer beliebigen Menge befüllt werden.
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Die Vorrichtung ist vorzugsweise in einen Heizungswasserkreislauf einer Heizungsanlage eingebunden, insbesondere kann die Vorrichtung strömungstechnisch parallel zum Heizungsrücklauf geschaltet sein, da hier sowohl ein niedriger Druck als auch ein niedriger Temperaturbereich innerhalb des Heizungswasserkreislaufes vorliegt.
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Besonders vorteilhaft ist dabei, dass für eine Nachspeisung des Heizungswasserkreislaufes keine Installations- und/oder Nachrüstarbeiten am System erforderlich sind, sondern lediglich ein Umschalten bzw. Absperren der Sperrorgane, insbesondere mittels der Steuereinheit, erfolgt.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung strömungstechnisch parallel zu einem Heizungsrücklauf geschaltet.
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Vorzugsweise ist der Druckmesser, insbesondere Druckschalter stromab und/oder stromauf der Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser angeordnet. Insbesondere kann der Druckmesser dabei stromauf des Voreinlasses und/oder stromab des Endauslasses angeordnet sein. Durch eine derartige Positionierung des Druckmessers ist eine repräsentative Messung bzw. ein repräsentativer Messwert des Systemdrucks möglich. Dadurch kann, insbesondere mittels der Steuereinheit, insbesondere automatisch, festgestellt werden, ob eine Nachspeisung des Heizungswasserkreislaufs erforderlich ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn der mittels des Druckmessers ermittelte Druck unter einen festgelegten Druck fällt. Infolgedessen kann mittels der Steuereinheit ein Signal ausgegeben werden und/oder automatisch eine Nachspeisung aktiviert werden. Insbesondere kann bei einer Aktivierung der Nachspeisung gleichzeitig der Entgaserbetrieb aktiviert werden. Alternativ oder kumulativ kann eine Nachspeisung nur dann aktiviert werden, wenn der Entgaserbetrieb läuft. Es kann somit ein auch bauseitig im Heizungswasserkreislauf bereits vorhandener Druckmesser mit der Steuereinheit gekoppelt werden.
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Insbesondere kann der Nachspeiseeinlass an einem Stadtwasser- und/oder Trinkwasseranschluss und/oder einem Wassertank angeschlossen werden.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend erläutert. Es zeigen:
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1 ein Schema einer ersten Ausführungsform;
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2 ein Schema einer zweiten Ausführungsform.
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In den Figuren sind identische Bauteile und Einrichtungen mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt ein Schema der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche in strömungstechnischer Parallelschaltung zum Heizungswasserkreislauf 23 in eine Heizungsanlage eines Gebäudes eingebunden ist.
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Die Vorrichtung weist einen Voreinlass 1 und einen Endauslass 2 auf. Durch Absperren der absperrbaren Ventile 41 und 42, die Bestandteile des Heizungswasserkreislaufs sind, am Voreinlass 1 bzw. Endauslass 2 lässt sich die Vorrichtung vom Heizungswasserkreislauf 23, in den die Vorrichtung eingebunden ist, abkoppeln. Durch Absperren des Voreinlasses 1 und des Endauslasses 2 wird somit die Vorrichtung strömungstechnisch vom Heizungswasserkreislauf 23 getrennt.
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Um den Heizungswasserkreislauf mit Nachspeisewasser zu befüllen, ist der Nachspeiseeinlass 17 mit einem Systemtrenner 50, einem Magnetventil 51 oder Motorventil und einem Turbinendurchflussmesser oder Wasserzähler 52 vorgesehen. Das Magnetventil 51 oder Motorventil ist dabei mit der Steuereinheit 20 gekoppelt und kann somit von ihr angesteuert werden. Der Nachspeiseeinlass 17 ist an einer nicht dargestellten Trinkwasserleitung angeschlossen. Durch den Systemtrenner 50 wird zuverlässig verhindert, dass Wasser aus der Vorrichtung zurück in die Trinkwasserleitung gelangt. Der Turbinendurchflussmesser oder Wasserzähler 52 ist mit der Steuereinheit gekoppelt, sodass der Nachspeisewasserverbrauch überwacht werden kann.
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Am Voreinlass 1 ist ferner ein Rückschlagventil 27 angeordnet, der eine Speisung der Vorrichtung über den Voreinlass 1 erlaubt und einen Rückfluss darüber verhindert.
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In die Vorrichtung integriert ist ein Behälter 6, der öffenbar ist. Die Zuleitung zu der Düse 7 ist einfach demontierbar ausgeführt. In den Behälter 6 sind ein Filtereinsatz und ein Ionenaustauschereinsatz eingesetzt, um je nach Anforderung das Füllwasser oder Heizungskreislaufwasser zu enthärten und/oder zu entsalzen und/oder zu filtern. Durch Öffnung des Behälters 6 lassen sich der Filter und/oder Ionenaustauscher und/oder die Düse 7 ersetzen/warten.
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Ferner weist der Behälter 6 einen Entgasungsauslass 10 und einen Entleerungsauslass 12 auf. Dem Entgasungsauslass 10 sind ein automatisches Entlüftungsventil 29 sowie ein Rückschlagventil 4 nachgeschaltet, während dem Entleerungsauslass 12 ein absperrbares Ventil 22 nachgeschaltet ist. Ferner weist der Behälter einen Be-/Entlüftungsauslass 25 auf, dem ein manuelles Ventil 26 nachgeschaltet ist. Durch Betätigung der Ventile 22 und 26 lässt sich eine Entleerung des Behälters einfach durchführen.
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Auf der Auslassseite des Behälters 6 ist ferner ein Leitfähigkeitssensor 14 vorgesehen, mittels dessen die elektrische Leitfähigkeit des Wassers gemessen werden kann. Mittels des Leitfähigkeitssensors 14 lässt sich der Ionen- bzw. Salzgehalt des Wassers feststellen und der Steuereinheit 20 zuführen, sodass eine effiziente Aufbereitung des Wassers ermöglicht wird.
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Mittels der zentralen Steuereinheit 20 wird der Betrieb der Vorrichtung gesteuert sowie die Qualität des Heizungskreislaufwassers, d. h. desjenigen Teilstromes, der über die Vorrichtung aufbereitet wird, überwacht. Mittels der Steuereinheit 20 erfolgt ferner die Ansteuerung der Pumpe 13 über den Frequenzumrichter 28. Die Schnittstelle 24 der Steuereinheit 20 ermöglicht die Eingabe eines Freigabesignals, eine Übermittlung der Daten auf einen Datenträger und eine Anzeige von Messwerten. Sämtliche Messelemente 3, 14, 15, 16, 19, 52, 53 sowie die Ventile 5, 51 sind mit der Steuereinheit gekoppelt.
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An dem Heizungswasserkreislauf 23 ist ferner stromab des Endauslasses 2 ein Druckschalter 53 angeordnet, der mit der Steuereinheit 20 gekoppelt ist. Durch diese Kopplung wird der gemessene Druck an die Steuereinheit 20 übermittelt und bei Erreichen eines festgelegten Drucks eine automatische Nachspeisung der Vorrichtung aktiviert. Die Nachspeisung wird durch Öffnen des Magnetventils 51 mittels der Steuereinheit 20 eingeleitet. Gleichzeitig wird der Motorkugelhahn 5 mittels der Steuereinheit 20 geschlossen, sodass das nachgespeiste Wasser zwingend einer Entgasung unterzogen wird.
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Ferner weist die Vorrichtung einen Druck- und Temperatursensor 15 auf. Auf Basis der mittels des Sensors 15 ermittelten Werte für Druck und Temperatur kann unter Berücksichtigung der Dampfdruckkurve für Wasser eine optimale Steuerung der Pumpendrehzahl über den Frequenzumrichter 28 erfolgen, sodass einerseits ein ausreichender Unterdruck für den Vorgang der Entgasung in dem Behälter 6 erzeugt und andererseits ein Kavitieren der Pumpe 13 verhindert wird.
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Mittels des pH-Meters 3 kann der pH-Wert des aufzubereitenden Wassers ermittelt und der Steuereinheit 20 zugeführt werden, sodass eine effiziente Aufbereitung des Heizungskreislaufwassers ermöglicht wird.
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Ferner weist der Behälter 6 einen Drucksensor 19 auf, mittels dessen eine Differenzdrucküberwachung des Behälters 6 in Kombination mit dem ermittelten Druck aus dem Druck- und Temperatursensor 15 möglich ist. Ist bspw. ein angeordneter Filtereinsatz wegen zu starker Verschmutzung zu wechseln, so steigt der dann von der Steuereinheit 20 zu berechnende Differenzdruck über einen voreingestellten Maximalwert. Wird ein solcher Maximalwert überschritten, wird der Betrieb der Vorrichtung eingestellt und/oder es erfolgt eine Warnmeldung.
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Wird beispielsweise festgestellt, dass der Differenzdruck über dem Behälter 6 einen Grenzwert überschreitet und/oder die gemessene Leitfähigkeit des Wassers einen Grenzwert überschreitet, so kann eine entsprechende Fehlermeldung generiert und zur Anzeige gebracht und/oder an eine zentrale Leitwarte oder dergleichen übermittelt werden. Es können dann die erforderlichen Wartungen durchgeführt und die Vorrichtung wieder in Betrieb genommen werden.
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Die Vorrichtung kann somit sowohl zur Befüllung von neuen oder neu zu befüllenden Heizungssystemen als auch zur Aufbereitung des Heizungskreislaufwassers von in Betrieb befindlichen Heizungssystemen eingesetzt werden. Insbesondere kann die Vorrichtung im Nebenstrom zum Heizungswasserkreislauf 23 parallel geschaltet betrieben werden, so dass im Betrieb der Heizungsanlage stets ein Teilstrom des Heizungskreislaufwassers aufbereitet wird, um je nach Anforderung den Salzgehalt und/oder Kalkgehalt des Wassers und/oder den Gasgehalt und/oder die Partikelbelastung zu reduzieren und die geforderte Wasserqualität über einen längeren Zeitraum auch während des Betriebes der Heizungsanlage zu gewährleisten.
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Die Leistung der Pumpe 13 richtet sich nach der Fläche des Behälters 6 bzw. der dadurch bestimmten maximalen Durchströmungsgeschwindigkeiten des Filters bzw. des Ionenaustauschers und/oder nach der ermittelten Wassertemperatur. Durch Schließen der Ventile im Voreinlass 1 bzw. im Endauslass 2 kann die Vorrichtung vom Kreislauf 23 getrennt werden, um den Austausch des Filters und/oder Ionenaustauschers zu ermöglichen und/oder die Vorrichtung in einen anderen Heizungswasserkreislauf einzusetzen.
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Bei Aktivierung des Entgaserbetriebs, was insbesondere nach einer bestimmten Zeit oder manuell geschieht, wird das dem ersten Einlass 9 vorgeschaltete Ventil 5 geschlossen. Die Pumpe 13 wird auf eine Drehzahl mit niedrigem Drucksollwert geregelt, sodass die Pumpe 13 einen optimalen Unterdruck im Behälter 6 erzeugt, aber nicht kavitiert.
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Der Filter und/oder der Ionenaustauscher im Behälter 6 wird durch Schließen des Ventils 5 mit Heizungswasser über den zweiten Einlass 8 und über die Düse 7 unter Systemdruck beschickt. Mit dem Begriff Systemdruck ist der Druck des Heizungswasserkreislaufs 23 gemeint, in den die Vorrichtung eingesetzt ist. Durch die Beschickung unter Systemdruck entfällt der Einsatz von weiteren Druckregelelementen vor und/oder im Behälter 6.
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Durch den Unterdruck entgast das im Heizungswasser gelöste Gas bspw. Stickstoff aus dem Heizungswasser des Behälters 6 und der Füllstand im Behälter 6 sinkt. Die Füllstandsabsenkung wird von dem Füllstandsschalter 16 detektiert, der oberhalb des Filters und/oder Ionenaustauschers angeordnet ist.
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Bei einer bestimmten Füllstandsdifferenz oder nach einer bestimmten Zeit wird das dem ersten Einlass 9 vorgeschaltete Ventil 5 geöffnet. Der Behälter 6 wird nun unter Systemdruck über den ersten Einlass 9 mit Heizungswasser befüllt, sodass das Gas über das automatische Entlüftungsventil 29 herausgedrückt wird, während das Rückschlagventil ein Belüften des Behälters zuverlässig verhindert. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird der Entgaserbetrieb beendet, sodass die Vorrichtung in eine alternative Betriebsart versetzt werden kann.
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Bei alternativen Betriebarten ist das Ventil 5 offen, sodass das Heizungskreislaufwasser über den ersten Einlass 9 gefördert und dementsprechend im Behälter 6 gefiltert und/oder entsalzt und/oder enthärtet wird.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in einem offenen System. Hierbei ist die erfindungsgemäße Vorrichtung von einem Heizungswasserkreislauf entkoppelt. Die Vorrichtung wird lediglich über den Nachspeiseeinlass 17 mit Wasser gespeist. Das Rückschlagventil 27 verhindert einen Abfluss des Wassers über den Voreinlass. Mittels des Turbindendurchflussmessers oder Wasserzählers 52 kann der Nachspeisewasserverbrauch ermittelt werden. Der Druckschalter 54 am Voreinlass 1 verhindert einen plötzlichen Systemdruck-Abfall/Anstieg und ist mit der Steuereinheit 20 gekoppelt. Im Übrigen entspricht das Anlagenschema dieser zweiten Ausführungsform der zuvor in Bezug auf 1 erläuterten ersten Ausführungsform.
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Optional kann jedoch auch die Vorrichtung gemäß 2 in einen Heizungswasserkreislauf über den Voreinlass 1 und den Endauslass 2 integriert werden. Dabei wird jedoch der von dem Druckschalter 54 ermittelte Druck an die Steuereinheit übermittelt, wenn die Pumpe 13 nicht betrieben wird, sodass der übermittelte Druck als repräsentativ für den Systemdruck angenommen werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- VDI-Richtlinie 2065 Blatt 2 [0028]
