DE202020003591U1 - Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser mit Betriebsüberwachung - Google Patents

Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser mit Betriebsüberwachung Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser eines Heizungswasserkreislaufs (100), wobei die Vorrichtung zumindest einen Voreinlass (1) und einen Endauslass (2) aufweist, über welche die Vorrichtung in den Heizungswasserkreislauf (100) einbindbar ist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (20), zumindest eine Pumpe (PU2) und zumindest einen dem Voreinlass (1) und dem Endauslass (2) zwischengeschalteten durchströmten Behälter (F1) mit zumindest einem Filter und/oder Aufbereitungsmaterial (FE1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Voreinlass (1) zumindest einen ersten Leitfähigkeitssensor (LF1) zur Messung der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromauf des Behälters (F1) und dass der Endauslass (2) zumindest einen zweiten Leitfähigkeitssensor (LF2) zur Messung der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromab des Behälters (F1) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser eines Heizungswasserkreislaufs, wobei die Vorrichtung zumindest einen Voreinlass und einen Endauslass aufweist, über welche die Vorrichtung in den Heizungswasserkreislauf einbindbar ist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit, zumindest eine Pumpe und zumindest einen dem Voreinlass und dem Endauslass zwischengeschalteten durchströmten Behälter mit zumindest einem Filter und/oder Aufbereitungsmaterial aufweist.
  • Ferner betrifft die Erfindung eine Heizungsanlage einer Gebäudeheizung mit einer Vorrichtung zur Aufbereitung des Heizungskreislaufwassers bzw. eine Anlage mit einem oder Prozesswasserkreislauf und einer Vorrichtung zur Aufbereitung des Prozesskreislaufwassers.
  • Derartige Vorrichtungen zur Aufbreitung von Heizungskreislaufwasser sind bekannt. Zur Entsalzung, Enthärtung oder Alkalisierung werden dabei entsprechende Aufbereitungsmaterialien eingesetzt. Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser ist es, dass eine Erschöpfung des eingesetzten Aufbereitungsmaterials während des Betriebes nicht überwacht und erkannt wird. Daher besteht bei den bekannten Anlagen das Risiko, dass ein Weiterbetrieb der Anlage auch mit bereits erschöpften Aufbereitungsmaterialien erfolgt mit der Folge, dass die Aufbereitung des Heizungskreislaufwassers nicht mehr oder nur noch unzureichend erfolgt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu überwinden und insbesondere eine Erschöpfung des eingesetzten Aufbereitungsmaterials während des Betriebes der Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser zu erkennen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie eine Anlage gemäß Anspruch 20 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Besonders vorteilhaft bei der Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser eines Heizungswasserkreislaufs, wobei die Vorrichtung zumindest einen Voreinlass und einen Endauslass aufweist, über welche die Vorrichtung in den Heizungswasserkreislauf einbindbar ist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit, zumindest eine Pumpe und zumindest einen dem Voreinlass und dem Endauslass zwischengeschalteten durchströmten Behälter mit zumindest einem Filter und/oder Aufbereitungsmaterial aufweist, ist es, dass der Voreinlass zumindest einen ersten Leitfähigkeitssensor zur Messung der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromauf des Behälters und dass der Endauslass zumindest einen zweiten Leitfähigkeitssensor zur Messung der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromab des Behälters aufweist.
  • Vorzugsweise weist der erste Leitfähigkeitssensor und/oder der zweite Leitfähigkeitssensor einen integrierten Temperatursensor auf.
  • Insbesondere kann es sich bei dem ersten Leitfähigkeitssensor und/oder bei dem zweiten Leitfähigkeitssensor um Leitfähigkeitssensoren mit integrierter Temperaturkompensation handeln. Leitfähigkeitssensoren mit integrierter Temperaturkompensation werden nachfolgend auch als Leitfähigkeitsmesszelle oder als Leitfähigkeitsmesszelle mit integrierter Temperaturkompensation bezeichnet.
  • Bevorzugt erfolgt mittels der Steuereinheit eine Ermittlung der Differenzleitfähigkeit zwischen der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromauf des Behälters und der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromab des Behälters.
  • Es sind somit erfindungsgemäß zumindest zwei Leitfähigkeitssensoren angeordnet. Ein erster Leitfähigkeitssensor ist im Zulauf des Behälters zur Bestimmung des Systemleitwerts installiert. Mithilfe des zweiten Leitfähigkeitssensors im Endauslass hinter dem Behälter kann die Differenzleitfähigkeit ermittelt werden. Diese dient als Indikator für die Erschöpfung des Aufbereitungsmaterials bei einer Entsalzung.
  • Zur Bestimmung der im System vorhandenen Leitfähigkeit ist am Zulauf des Behälters eine erste Leitfähigkeitsmesszelle mit integrierter Temperaturkompensation installiert. Um die Erschöpfung des Aufbereitungsmaterials zu überwachen ist eine zweite Leitfähigkeitsmesszelle mit integrierter Temperaturkompensation am Ablauf des Filterbehälters installiert. Mit dem Begriff der Leitfähigkeitsmesszelle ist dabei ein Leitfähigkeitssensor mit integrierter Temperaturkompensation bezeichnet.
  • Ferner kann durch die Anordnung der Leitfähigkeitssensoren 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 lonenaustauscherfüllung ersetzt werden muss. Dies kann anhand der aus den beiden Leitfähigkeitsmessungen errechneten Differenzleitfähigkeit abgeleitet werden.
  • Insbesondere kann die Leitfähigkeitsmessung mit einem Messbereich von 0 bis 500 µS/cm oder von 0 bis 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 2035 wird eine Leitfähigkeitskontrolle 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 2035 genüge getan. Insbesondere kann die Steuereinheit die Differenzleitfähigkeit auf einen Abfall überwachen, der auf eine Erschöpfung der lonenaustauscherfüllung hindeutet und zeigt eine entsprechende Warnung an.
  • Vorzugsweise ist die Pumpe stromab des Behälters angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Pumpe stromab des Behälters angeordnet, sodass der Behälter auf der Saugseite der Pumpe ist und das aufzubereitende Wasser mittels der Pumpe durch den erzeugten Unterdruck am Behälterauslass gegenüber dem Druck am Behältereinlass durch den Behälter angesaugt wird. Alternativ kann die Pumpe jedoch auch stromauf des Behälters angeordnet sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Leseeinheit zur Erfassung einer Identifikation des eingesetzten Aufbereitungsmaterials auf, insbesondere eine RFID-Leseeinheit.
  • Alle Aufbereitungsbeutel können mit einem RFID-Label ausgestattet sein, das mittels der Leseeinheit eingelesen werden kann.
  • Zur eindeutigen Identifizierung des Aufbereitungsmaterials ist jeder Aufbereitungsbeutel mit einem RFID-Label versehen, welches über die Leseeinheit am Steuergerät eingescannt werden kann. Das RFID Label enthält Information des Aufbereitungsmaterials, mit dem die Anlage in der jeweiligen Verfahrensweise durch die Steuerung automatisch parametriert wird. Anhand des über das RFID-Label eingelesenen Aufbereitungsmaterials wird mittels des Steuergerätes auch die Betriebsart festgelegt. Die Parametrierung kann individuell für jede Verfahrensweise angepasst werden. Die dabei standardmäßig hinterlegten Grenzwerte entsprechen den strengsten Vorgaben der VDI 2035. Dadurch ist eine automatische Einstellung der Systemparameter in Abhängigkeit vom verwendeten Aufbereitungsmaterial möglich. Bei einem Wechsel der Aufbereitungsbeutel wird der Benutzer über eine animierte Benutzerführung auf dem Display durch den Ablauf navigiert.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung ein Datenübertragungsmodul zum Aufbau einer Verbindung zu einem Zentralrechner auf, insbesondere ein Datenübertragungsmodul mit einer Luftschnittstelle, insbesondere ein Mobilfunkmodem.
  • Bevorzugt ist ein Mobilfunkmodem, insbesondere ein LTE-Modem angeordnet, d.h. ein Modem zum Aufbau einer Verbindung zu einem Zentralrechner unter Nutzung eines Mobilfunkstandards, insbesondere des LTE-Mobilfunkstandards. Dieses Datenübertragungsmodul dient dem Aufbau einer Verbindung zu einem Zentralrechner und der Datenübertragung an diesem Zentralrechner, insbesondere zur Übertragung aktueller Anlagen- und Betriebsparameter wie Temperaturen, Drücke, Leitfähigkeiten und/oder des verwendeten Aufbereitungsmaterials sowie des aktuellen Betriebsmodus. Hierdurch wird eine Echtzeitüberwachung der Vorrichtung und eine Online-Überwachung durch einen möglichen Zugriff auf den Zentralrechner möglich.
  • Mit einem solchen integrierten Mobilfunkmodem, insbesondere LTE-Modem, zur drahtlosen Datenübertragung und der Einbindung in eine über den Zentralrechner betriebene Online-Service-Plattform bietet die Vorrichtung die Möglichkeit zur standortunabhängigen Fernüberwachung, Visualisierung und Dokumentation aller relevanten Prozessparameter.
  • Bevorzugt weist der Behälter eine Isolierung auf, insbesondere eine abnehmbare Isolierung, insbesondere eine Isolierung aus expandiertem Polypropylen. Eine solche vorzugsweise abnehmbare Behälterisolierung aus EPP (expandiertes Polypropylen) minimiert die Wärmeverluste.
  • Vorzugsweise weist der Voreinlass eine pH-Messelektrode auf. Mittels dieser pH-Messelektrode kann der aktuelle pH-Wert des aufzubereitenden Kreislaufwassers ermittelt und die Anlage in Abhängigkeit des gemessenen pH-Wertes gefahren werden. 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.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zumindest einen Feinfilter auf, insbesondere kann der Feinfilter stromab des Behälters im Endauslass angeordnet sein. Der Feinfilter kann durch einen Edelstahl-Kerzenfilter gebildet sein und bildet eine zweite Aufbereitungsstufe hinter dem Behälter mit dem ersten Filter und/oder dem Aufbereitungsmaterial. Ferner kann der Feinfilter einen Differenzdrucksensor aufweisen, mittels dessen der Differenzdruck vor stromauf und stromab des Feinfilters erfasst wird. Dieser Differenzdruck wird über die Steuereinheit ausgewertet und bei Erschöpfung der Filterkerzen wird eine Warnung generiert.
  • Vorzugsweise weist die Vorrichtung einen Nachspeiseeinlass auf, wobei der Nachspeiseeinlass in dem Voreinlass und/oder in den Behälter mündet und der Nachspeiseeinlass zumindest ein Absperrorgan aufweist, insbesondere ein fernsteuerbares Magnetventil oder Motorventil.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung einen Nachspeiseeinlass mit einem fernsteuerbaren Absperrorgan auf, wobei das fernsteuerbare Absperrorgan und zumindest ein Druckmesser, insbesondere ein Drucktransmitter, mit der Steuereinheit gekoppelt sind und wobei das fernsteuerbare Absperrorgan wird mittels der Steuereinheit betätigt wird. Vorzugsweise ist der Drucktransmitter an eine repräsentative Stelle in den Heizungskreislauf eingesetzt.
  • 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.
  • Somit 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, 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bevorzugt ist an dem Nachspeiseeinlass zumindest eine Sicherungsarmatur wie beispielsweise ein Rohrtrenner und/oder ein Systemtrenner angeordnet. Durch die Sicherungsarmatur wird es ermöglicht, die Vorrichtung direkt an eine Stadtwasser- und/oder Trinkwasserleitung anzuschließen, ohne bauseitig zusätzliche Elemente anzuordnen.
  • Ferner kann der Nachspeiseeinlass zumindest einen Wasserzähler, insbesondere einen Turbinendurchflussmesser aufweisen, der mit der Steuereinheit gekoppelt ist. Der Wasserzähler an dem Nachspeiseeinlass ermöglicht es, das Volumen 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.
  • Ferner können an dem Nachspeiseeinlass ein Druckminderer und/oder eine weitere Pumpe angeordnet sein. 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 kann der Druckminderer mit Steuereinheit gekoppelt sein und somit von ihr, insbesondere innerhalb eines geschlossenen Regelkreises, gesteuert werden.
  • Vorzugsweise weist der Voreinlass zumindest einen Drucktransmitter und/oder einen Temperatursensor auf. Insbesondere kann es sich um einen kombinierten Druck- und Temperatursensor handeln.
  • Vorzugsweise weist der Endauslass zumindest einen Drucktransmitter und/oder einen Temperatursensor auf. Insbesondere kann es sich um einen kombinierten Druck- und Temperatursensor handeln.
  • Bei dem Drucktransmitter kann es sich insbesondere um einen Drucksensor und/oder Druckschalter handeln.
  • Bei Anordnung eines Drucktransmitters 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 Drucktransmitter dient ferner dem Schutz der Pumpe im Filtrations-/Enthärtungs-/Entsalzungs-/Alkalisierungs- und Entgasungsbetrieb, indem zugeordnete Grenzwerte durch die Steuerung überwacht werden.
  • 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.
  • Bevorzugt werden mittels der Steuereinheit durch Messelemente erfasste Messwerte ausgewertet und zumindest die Pumpe, insbesondere über einen Frequenzumrichter, gesteuert. Mit dem Begriff der Messelemente sind sämtliche Sensoren wie Leitfähigkeitssensoren, Drucktransmitter, Temperatursensoren und Wasserzähler umfasst, die mit der Steuereinheit gekoppelt sein können.
  • Vorzugsweise 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.
  • Vorzugsweise weist der Behälter einen zweiten Einlass und einen Entlüftungsauslass für einen Entgasungsbetrieb auf, wobei im Behälter zumindest eine dem zweiten Einlass nachgeschaltete Düse angeordnet ist, die den Filter und/oder das Aufbereitungsmaterial während des Entgasungsbetriebs mit Heizungswasser insbesondere unter Systemdruck beschickt, wobei dem Behälter 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.
  • Mit dem Begriff des Beschickens des Filters und/oder des Aufbereitungsmaterials während des Entgaserbetriebs mit Heizungswasser ist dabei insbesondere das Einleiten des Heizungswassers über die Düse in den Behälter gemeint.
  • Dadurch ist eine Filterung, eine Enthärtung, eine Entsalzung, eine Alkalisierung oder eine Behandlung mit Aktivkohle 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 ein Zeitprogramm 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.
  • Bei Schließung 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. Die Ansteuerung des absperrbaren Ventils vor dem ersten Einlass kann mittels der Steuereinheit erfolgen.
  • 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.
  • 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.
  • 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 verschiedenen Betriebsarten kann das Heizungskreislaufwasser in der geforderten 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.
  • 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.
  • Vorzugsweise ist der Filter als ein auswechselbarer Filtereinsatz ausgebildet, insbesondere als Filtermaterial in Beuteln oder als Filterkerze.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Aufbereitungsmaterial um Aktivkohle und/oder um Ionenaustauscher, insbesondere um lonentauscherharze, insbesondere Enthärterharz und/oder Mischbettharz in Beuteln oder in Kartuschen.
  • Vorzugsweise ist dem Endauslass ein weiterer Filter vorgeschaltet. Dieser verhindert ein Eindringen von Filter- oder lonenaustauschermaterial in den Heizungskreislauf. Dieser kann ebenfalls als Filtereinsatz, insbesondere Filterkerze ausgeführt sein.
  • 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. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mobil eingesetzt werden, um nach der Durchführung einer Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser eines Heizungswasserkreislaufs wieder von der Heizungsanlage entfernt zu werden.
  • Durch die konstruktive Möglichkeit in einer Vorrichtung wechselweise Filtermedien zur Enthärtung, Entsalzung, Alkalisierung, Behandlung mit Aktivkohl und/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.
  • 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.
  • 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.
  • Ferner kann die Vorrichtung in beliebigen Anlagen mit einem Prozesswasserkreislauf zur Aufbereitung des Kreislaufwassers in den Prozesswasserkreislauf eingebunden sein.
  • Vorzugsweise ist die Vorrichtung strömungstechnisch parallel zu einem Heizungsrücklauf geschaltet. Insbesondere ist durch eine derartige Parallelschaltung ein Betrieb im Teilstrom möglich, d.h. dass stets ein Teil der Kreislaufwassers über die Vorrichtung zur Aufbereitung des Kreislaufwassers geführt wird.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt:
    • 1 ein Fließschema einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizu ngskreislaufwasser.
  • 1 zeigt ein Fließschema der Vorrichtung, welche in strömungstechnischer Parallelschaltung zum Heizungswasserkreislauf 100 in eine Heizungsanlage eines Gebäudes eingebunden ist.
  • Die Vorrichtung ist eine Anlage für die Heizungs- oder Prozesswasseraufbereitung. Die Anlage entnimmt je nach Verfahrensweise (Filtration, Enthärtung, Entsalzung, Alkalisierung) zyklisch oder kontinuierlich einen Teilstrom des Heizungs- oder Prozesswassers aus dem geschlossenen Systemkreislauf 100. Das Wasser durchströmt ein Aufbereitungsmaterial, wird je nach Verfahrensweise aufbereitet und anschließend wieder in den geschlossenen Systemkreislauf 100 zurückgeführt.
  • In dem in 1 dargestellten Beispiel ist die Vorrichtung zu dem Rücklauf 100 einer Heizungsanlage parallelgeschaltet.
  • Die Vorrichtung weist einen Voreinlass 1 und einen Endauslass 2 auf. Durch Absperren des absperrbaren Ventils 41 am Voreinlass 1 und des absperrbaren Ventils 42 am Endauslass 2 lässt sich die Vorrichtung vom Heizungswasserkreislauf 100, in den die Vorrichtung eingebunden ist, abkoppeln. Durch Absperren des Voreinlasses 1 und des Endauslasses 2 wird somit die Vorrichtung strömungstechnisch vom Heizungswasserkreislauf 100 getrennt. Die Ventile absperrbaren 41, 42 sind Bestandteile des Heizungswasserkreislaufs
  • Die Vorrichtung ist für die Befüllung, Nachspeisung und die kontinuierliche Prozess- und Heizungswasseraufbereitung im geschlossenen System geeignet. Das Systemwasser sowie das Füll- und Nachspeisewasser fließen je nach Betriebsweise (Normalbetrieb oder Entgasungsbetrieb) in den Filterbehälter F1 und werden je nach Verfahrensweise aufbereitet. Das aufbereitete Wasser wird über den Endauslass 2 in den Systemkreislauf 100 zurückgeführt. Die Begriffe Behälter F1 bzw. Filterbehälter F1 werden synonym benutzt. Mit dem Begriff des Normalbetriebs sind in Abgrenzung vom Entgasungsbetrieb die Betriebsarten Filtration, Enthärtung, Entsalzung, Alkalisierung bezeichnet, die in Abhängigkeit des verwendeten Aufbereitungsmaterials FE1 im Filterbehälter F1 eingestellt wird.
  • Im Normalbetrieb fließt das Prozesswasser mit Systemdruck über die Zuläufe am oberen Behältermantel in den Filterbehälter F1. Die Pumpe PU2 am Auslauf des Filterbehälters F1 zieht das zulaufende Wasser mit einem Unterdruck am Behälterauslass gegenüber dem Druck am Behältereinlass durch den Filterbehälter F1. Das Wasser durchströmt das je nach Verfahrensweise eingelegte Aufbereitungsmaterial FE1, wird aufbereitet und anschließend über die Pumpe PU2 in den geschlossenen Systemkreislauf zurückgeführt. Das Aufbereitungsmaterial FE1 wird in Beuteln in den Filterbehälter F1 eingebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Beutel von Aufbereitungsmaterial FE1 in den Filterbehälter F1 eingebracht, daher ist der Filterbehälter F1 des Weiteren mit 2x FE1 gekennzeichnet.
  • Im Entgasungsbetrieb fließt das Prozesswasser mit Systemdruck über den Zulauf und die Düse OP1 im Behälterdeckel in den Filterbehälter F1. Um den Zulauf über den Behälterdeckel während dieser Betriebsart sicherzustellen, ist der Motorkugelhahn V3 geschlossen. Während des Entgasungsprozesses durchströmt das Prozesswasser das je nach Verfahrensweise eingesetzte Aufbereitungsmaterial FE1 und wird aufbereitet. Die Pumpe PU2 führt das aufbereitete Prozesswasser abschließend in den Systemkreislauf zurück.
  • Die Vorrichtung kann das Prozesswasser in unterschiedlichen Verfahrensweisen aufbereiten. Während der Aufbereitung durchströmt das Prozesswasser ein je nach Verfahrensweise spezielles Aufbereitungsmaterial FE1. Das Aufbereitungsmaterial wird in Form von Aufbereitungsbeuteln in den Filterbehälter F1 der Anlage eingesetzt. Durch die Wahl des Aufbereitungsmaterials lässt sich das Prozesswasser
    • • Enthärten,
    • • Entsalzen,
    • • Filtrieren,
    • • Alkalisieren oder
    • • mit Aktivkohle behandeln.
  • Die Vorrichtung ist zum Schutz des Systems und zur Überwachung der Betriebs- und Verfahrensweisen mit der folgenden Sensorik ausgestattet. Um den Differenzdruck bei Erschöpfung der mechanischen Filtrationsleistung des Aufbereitungsmaterials FE1 in dem Filterbehälter F1 sowie bei Schmutzpartikeln im Schmutzfänger F2 zu überwachen, sind zwei Drucktransmitter PT1, PT2 installiert. Zur Bestimmung der im System vorhandenen Leitfähigkeit ist am Zulauf 1 des Filterbehälters F1 eine erste Leitfähigkeitsmesszelle LF1 mit integrierter Temperaturkompensation installiert. Um die Erschöpfung des Aufbereitungsmaterials FE1 zu überwachen ist eine zweite Leitfähigkeitsmesszelle LF2 mit integrierter Temperaturkompensation am Ablauf 2 des Filterbehälters F1 installiert. Die Messdaten der beiden Leitfähigkeitsmesszellen LF1, LF2 werden an das Steuergerät 20 übertragen und es wird mittels des Steuergerätes 20 die Differenzleitfähigkeit LF3 als Maß für die Erschöpfung des Aufbereitungsmaterials FE1 berechnet. Die Daten- und Steuersignale sind in dem Fließschema gemäß 1 durch gestrichelte Linien gekennzeichnet.
  • Ein Schutz vor Trockenlaufen der Pumpe PU2 wird über die Auswertung der Sensorik sichergestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Druck am Drucksensor PT2 vor der Pumpe PU2 überwacht. Ferner wird zusätzlich der Motorstrom der Pumpe PU2 überwacht. Bei einem nicht dargestellten alternativen Ausführungsbeispiel erfolgt lediglich eine Überwachung des Drucks am Drucksensor PT2 vor der Pumpe PU2.
  • Um den System-pH-Wert zu ermitteln, ist im Zulauf 1 des Filterbehälters F1 eine pH-Messelektrode pH1 installiert.
  • Zur eindeutigen Identifizierung des Aufbereitungsmaterials FE1 ist jeder Aufbereitungsbeutel mit einem RFID-Label versehen, welches über die Leseeinheit QT1 am Steuergerät 20 eingescannt werden kann. Das RFID Label enthält Information des Aufbereitungsmaterials FE1, mit dem die Anlage in der jeweiligen Verfahrensweise durch die Steuerung automatisch parametriert wird. Die Parametrierung kann individuell für jede Verfahrensweise angepasst werden. Die dabei standardmäßig hinterlegten Grenzwerte entsprechen den strengsten Vorgaben der VDI 2035. Bei einem Wechsel der Aufbereitungsbeutel FE1 in dem Filterbehälter F1 wird der Benutzer über eine animierte Benutzerführung auf dem Display des Steuergerätes 20 durch den Ablauf navigiert.
  • Das elektronische Steuergerät 20 mit eines kontaktempfindlichen Anzeigeeinheit übernimmt die Ansteuerung der Sensorik und Aktorik und signalisiert dem Benutzer den aktuellen Zustand der Anlage. Für einen zeitoptimierten Betrieb der Anlage stehen drei Zeitprogramme zur Verfügung.
  • Bei Bedarf kann die Anlagensteuerung so eingestellt werden, dass sich die Anlage nach einem Stromausfall automatisch wiedereinschaltet. Voraussetzung für einen Neustart ist, dass ein Anlagendruck von über 1 bar besteht.
  • Dem Benutzer stehen zur weiteren Signalverarbeitung mehrere Ein- und Ausgänge der Vorrichtung zur Verfügung:
    • • LTE-Modem QT2 zur drahtlosen Datenübertragung an einen Zentralrechner
    • • Externe Freigabe (digitaler Eingang), um die Anlage bei Bedarf im Normalbetrieb freizugeben. Befindet sich die Anlage in einem Entgasungszyklus, dann wird dieser zuerst abgeschlossen, bevor die Anlage in Pause geht.
    • • Vordruck Extern (analoger Eingang), um einen bauseits vorhandenen Drucktransmitter PT3 (extern) für die automatische Nachspeisung in das System zu integrieren.
    • • Vordruck Extern (digitaler Eingang), um einen bauseits vorhandenen Druckschalter (extern) oder eine bauseits vorhandene Druckhaltungsstation (mit potentialfreiem Relaiskontakt zur Überwachung des Füllstandes) für die automatische Nachspeisung in das System zu integrieren.
    • • Impulseingang, um die Durchflussmenge mittels eines Wasserzählers FIT1 für die automatische Nachspeisung zu erfassen.
    • • Warnung (digitaler Ausgang 201) als Sammelmeldung.
    • • Alarm (digitaler Ausgang 202) als Sammelmeldung.
    • • Leitfähigkeitsmessung (analoger Ausgang 203).
    • • pH-Messung (analoger Ausgang 204).
  • Mittels des LTE-Modems QT2 kann eine Mobilfunkverbindung zum einem Zentralrechner unter Nutzung des LTE-Mobilfunkstandards aufgebaut werden. Alternativ kann ein Modem für die Nutzung eines oder mehrerer alternativer oder kumulativer Mobilfunkstandards angeordnet sein.
  • Um den Heizungswasserkreislauf mit Nachspeisewasser zu befüllen, mündet eine bauseitig Speisewasserversorgungsleitung 110 in den Voreinlass 1 der Vorrichtung.
  • Der Nachspeiseeinlass 110 ist mit einem Systemtrenner V2, einem Magnetventil V10 und einem Wasserzähler FIT1 versehen. Das Magnetventil V10 ist dabei mit der Steuereinheit 20 gekoppelt und kann somit von ihr angesteuert werden. Der Nachspeiseeinlass 110 ist an einer nicht dargestellten Trinkwasserleitung angeschlossen. Durch den Systemtrenner V2 wird zuverlässig verhindert, dass Wasser aus der Vorrichtung zurück in die Trinkwasserleitung gelangt. Der Wasserzähler FIT1 ist mit der Steuereinheit 20 gekoppelt, sodass der Nachspeisewasserverbrauch überwacht werden kann. Weiter weist der Nachspeiseeinlass 110 ein Druckminderventil V9 auf, mittels dessen der Druck im Nachspeiseeinlass 110 dem Systemdruck angepasst werden kann.
  • Am Voreinlass 1 ist ferner ein Rückschlagventil V1 angeordnet, der eine Speisung der Vorrichtung über den Voreinlass 1 erlaubt und einen Rückfluss darüber verhindert.
  • In die Vorrichtung integriert ist wie erläutert ein Filterbehälter F1, der öffenbar ist. In den Filterbehälter F1 sind ein zwei Beutel mit Aufbereitungsmaterial FE1 eingesetzt, um je nach Anforderung das Füllwasser oder Heizungskreislaufwasser zu enthärten und/oder zu entsalzen und/oder zu filtern. Durch Öffnung des Filterbehälters F1 lassen sich die Beutel mit Aufbereitungsmaterial FE1 austauschen.
  • Ferner weist der Filterbehälter F1 einen Entgasungsauslass und einen Entleerungsauslass auf. Dem Entgasungsauslass sind ein automatisches Entlüftungsventil V4 sowie ein Rückschlagventil V5 nachgeschaltet, während dem Entleerungsauslass ein absperrbares Ventil V7 nachgeschaltet ist. Ferner weist der Behälter einen Be-/Entlüftungsauslass auf, dem ein manuelles Ventil V8 nachgeschaltet ist. Durch Betätigung der Ventile V7 und V8 lässt sich eine Entleerung des Behälters einfach durchführen.
  • Auf der Einlassseite des Filterbehälters F1 ist ein erster Leitfähigkeitssensor LF1 angeordnet, mittels dessen die elektrische Leitfähigkeit des Wassers vor dem Durchströmen des Aufbereitungsmaterials FE1 gemessen werden kann. Auf der Auslassseite des Filterbehälters F1 ist ferner ein zweiter Leitfähigkeitssensor LF2 angeordnet, mittels dessen die elektrische Leitfähigkeit des Wassers nach Durchströmen des Aufbereitungsmaterials FE1 gemessen werden kann. Mittels der Leitfähigkeitssensoren LF1, LF2 lässt sich der lonen- bzw. Salzgehalt des Wassers vor und nach der Aufbereitung feststellen und der Steuereinheit 20 zuführen, sodass eine effiziente Aufbereitung des Wassers ermöglicht wird. Aus der Differenzleitfähigkeit LF3, die mittels der Steuereinheit 20 berechnet wird, lässt sich der Erschöpfungsgrad des Aufbereitungsmaterials FE1 ableiten.
  • 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 PU2 über den Frequenzumrichter F0/Fx. Die Schnittstelle der Steuereinheit 20 ermöglicht die Eingabe eines Freigabesignals, eine Übermittlung der Daten auf einen Zentralrechner und eine Anzeige von Messwerten. Sämtliche Messelemente LF1, LF2, PT1, PT2, PT3, pH1 sowie die Ventile V3, V10 sind mit der Steuereinheit 20 gekoppelt.
  • An dem Heizungswasserkreislauf 100 ist ferner stromab des Endauslasses 2 ein nicht dargestellter Druckschalter oder Drucktransmitter angeordnet, der mit der Steuereinheit 20 gekoppelt ist, und/oder der Steuereinheit 20 wird ein externes Freigabesignal einer Druckhaltung übermittelt. 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 V10 mittels der Steuereinheit 20 eingeleitet. Gleichzeitig wird der Motorkugelhahn V3 mittels der Steuereinheit 20 geschlossen, sodass das nachgespeiste Wasser zwingend einer Entgasung unterzogen wird.
  • Ferner weist die Vorrichtung einen Drucksensor PT2 und einen Temperatursensor auf. Auf Basis der mittels der Sensoren ermittelten Werte für Druck und Temperatur kann unter Berücksichtigung der Dampfdruckkurve für Wasser eine optimale Steuerung der Pumpendrehzahl über den Frequenzumrichter F0/Fx erfolgen, sodass einerseits ein ausreichender Unterdruck für den Vorgang der Entgasung in dem Filterbehälter F1 erzeugt und andererseits ein Kavitieren der Pumpe PU2 verhindert wird.
  • Mittels des pH-Meters pH1 kann der pH-Wert des aufzubereitenden Wassers ermittelt und der Steuereinheit 20 zugeführt werden, sodass eine effiziente Aufbereitung des Heizungskreislaufwassers ermöglicht wird.
  • Ferner weist der Filterbehälter F1 einen Drucksensor PT1 auf, mittels dessen eine Differenzdrucküberwachung des Filterbehälters F1 in Kombination mit dem ermittelten Druck aus dem Drucksensor PT2 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 es erfolgt eine Fehlermeldung.
  • Wird beispielsweise festgestellt, dass der Differenzdruck über dem Filterbehälter F1 einen Grenzwert überschreitet und/oder die berechnete Differenzleitfähigkeit LF3 des Wassers einen Grenzwert überschreitet, so kann eine entsprechende Fehlermeldung generiert und zur Anzeige gebracht und/oder an einen Zentralrechner über das LTE-Modem QT1 übermittelt werden. Es können dann die erforderlichen Wartungen durchgeführt und die Vorrichtung wieder in Betrieb genommen werden.
  • 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 100 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. In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung zum Rücklauf des Heizungswasserkreislauf 100 parallelgeschaltet.
  • Die Leistung der Pumpe PU2 richtet sich nach der Fläche des Filterbehälter F1 bzw. der dadurch bestimmten maximalen Durchströmungsgeschwindigkeiten des Aufbereitungsmaterials FE1 und/oder nach der ermittelten Wassertemperatur. Durch Schließen der Ventile 41, 42 im Voreinlass 1 bzw. im Endauslass 2 kann die Vorrichtung vom Kreislauf 100 getrennt werden, um den Austausch des Filters und/oder Aufbereitungsmaterials FE1 zu ermöglichen und/oder die Vorrichtung als mobile Einheit in einen anderen Heizungswasserkreislauf einzusetzen.
  • Bei Aktivierung des Entgaserbetriebs, was insbesondere nach einer bestimmten Zeit oder manuell geschieht, wird das dem Filterbehälter F1 vorgeschaltete Ventil V3 geschlossen. Die Pumpe PU2 wird auf eine Drehzahl mit niedrigem Drucksollwert geregelt, sodass die Pumpe PU2 einen optimalen Unterdruck im Filterbehälter F1 erzeugt, aber nicht kavitiert.
  • Der Filter und/oder das Aufbereitungsmaterial im Filterbehälter F1 wird durch Schließen des Ventils V3 mit Heizungswasser über den zweiten Einlass und über die Düse OP1 unter Systemdruck beschickt. Mit dem Begriff Systemdruck ist der Druck des Heizungswasserkreislaufs 100 gemeint, in den die Vorrichtung eingesetzt ist. Durch die Beschickung unter Systemdruck entfällt der Einsatz von weiteren Druckregelelementen vor und/oder im Filterbehälter F1.
  • Durch den Unterdruck entgast das im Heizungswasser gelöste Gas bspw. Stickstoff aus dem Heizungswasser des Filterbehälter F1 und der Füllstand im Filterbehälter F1 sinkt.
  • Nach einer bestimmten Zeit wird die Pumpe PU2 gestoppt und danach wird das dem Filterbehälter F1 vorgeschaltete Ventil V3 geöffnet. Der Filterbehälter F1 wird nun unter Systemdruck mit Heizungswasser befüllt, sodass das Gas über das automatische Entlüftungsventil V4 herausgedrückt wird, während das Rückschlagventil V5 ein Belüften des Behälters zuverlässig verhindert. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird der Entgaserbetrieb beendet, sodass die Vorrichtung in den Normalbetrieb versetzt werden kann.
  • Im Normalbetrieb ist das Ventil V3 offen, sodass das Heizungskreislaufwasser dementsprechend im Filterbehälter F1 gefiltert und/oder entsalzt und/oder enthärtet wird.
  • Das Aufbereitungsmaterial FE1 enthält viele kleine Zwischenräume, in denen Schwebstoffe zurückgehalten werden können. Schwebstoffe und Partikel über 25 µm werden mechanisch gefiltert. Darüber hinaus bewirkt bei reaktiven Aufbereitungsmedien die große Oberfläche eine gute Kontaktzone und damit eine effektive Abscheidung bzw. Bindung der Wasserinhaltsstoffe ohne die chemische Behandlung des Prozesswassers.
  • Die Filtrationsleistung erreicht eine hohe Schmutzaufnahme. Große Mengen an Schwebstoffen, Korrosionsprodukten und Eisenpartikeln (Magnetite) lassen sich abscheiden. Die Abscheiderate für Schwebstoffe kann sich durch den angeschwemmten „Filterkuchen“ (bereits auf dem Aufbereitungsmaterial FE1 abgelagerte Schmutzstoffe) im Laufe der Verweilzeit verstärken. Diese Art der Filtration ist sinnvoll bei stark mit Schwebstoffen belasteten Systemen zur Grundreinigung sowie zur eventuellen Vorbereitung einer späteren chemischen Behandlung. Bei der Filtration ist die permanente Überwachung des Differenzdruckes der Anlage notwendig. Ein zu hoher Differenzdruck deutet darauf hin, dass die Schmutzfracht zu groß ist. Die Filtrationswirkung und der Durchfluss sind nicht mehr gewährleistet. Ein Wechsel des Aufbereitungsmaterials ist erforderlich. Ein reines Filtrationsverfahren beeinflusst den Leitwert und den pH-Wert im Kreislaufwasser nicht.
  • Zur Zurückhaltung von Bestandteilen des Aufbereitungsmaterials FE1 bei etwaigen Beschädigungen der in den Filterbehälter F1 eingesetzten Beuteln ist dem Filterbehälter F1 ein zweiter Filter F2 mit einer Filterweite vom 0,18 mm nachgeschaltet.
  • Eine weitere Filtration des aufzubereitenden Kreislaufwassers erfolgt mittels eines Feinfilters F3, der unmittelbar vor der Einleitungsstelle in den Heizungswasserkreislauf 100 im Endauslass 2 angeordnet ist. In den Feinfilter F3 sind insgesamt 3 Feinfilterkerzen FE3 eingesetzt. Mittels dieses Feinfilters F3 erfolgt eine weitere Aufbereitung des Kreislaufwassers, um Schwebstoffe kleiner 10 µm bzw. 5 µm aus dem Kreislaufwasser mechanisch zu filtern.
  • Bei der Filtration ist die permanente Überwachung des Differenzdruckes über die beiden analogen Manometer PI4, PI5 notwendig. Ein Differenzdruck über 0,3 bar deutet darauf hin, dass die Schmutzfracht zu groß ist. Die Filtrationswirkung und der Durchfluss sind nicht mehr gewährleistet. Ein Wechsel der Filterkerzen FE3 ist dann erforderlich. Der Differenzdruck über dem Feinfilter F3 wird mittels der Steuereinheit 20 ausgewertet und es wird bei Erschöpfung der Filterkerzen FE3 eine Fehlermeldung generiert.
  • Ferner kann die Vorrichtung optional im sogenannten Qualitätsmodus betrieben werden. Die Wasserqualität wird in diesem Betriebsmodus nach Vorgabe folgender Parameter kontinuierlich überwacht: pH-Wert (Unterer und oberer Grenzwert) und Leitfähigkeit (Oberer Grenzwert). Bei Einhaltung der aufgeführten Grenzwerte geht die Pumpe PU2 für eine in der Steuereinheit 20 vorgegebenen Zeit in den Qualitätsstopp. Die Pumpe PU2 schaltet ab und die Vorrichtung geht in Bereitschaft. Nach Ablauf einer vorher definierten Ruhezeit geht die Vorrichtung wieder zurück in den Normalbetrieb, um die Wasserqualität über eine vorgegebene Zeit zu prüfen (Qualitätsprüfung). Befinden sich die oben aufgeführten Grenzwerte weiterhin im vorgegebenen Bereich, geht die Anlage wieder zurück in Bereitschaft. Durch den Qualitätsmodus wird Energie eingespart und das Aufbereitungsmaterial FE1 geschont.

Claims (21)

  1. Vorrichtung zur Aufbereitung von Heizungskreislaufwasser eines Heizungswasserkreislaufs (100), wobei die Vorrichtung zumindest einen Voreinlass (1) und einen Endauslass (2) aufweist, über welche die Vorrichtung in den Heizungswasserkreislauf (100) einbindbar ist, wobei die Vorrichtung eine Steuereinheit (20), zumindest eine Pumpe (PU2) und zumindest einen dem Voreinlass (1) und dem Endauslass (2) zwischengeschalteten durchströmten Behälter (F1) mit zumindest einem Filter und/oder Aufbereitungsmaterial (FE1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Voreinlass (1) zumindest einen ersten Leitfähigkeitssensor (LF1) zur Messung der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromauf des Behälters (F1) und dass der Endauslass (2) zumindest einen zweiten Leitfähigkeitssensor (LF2) zur Messung der Leitfähigkeit des Heizungskreislaufwassers stromab des Behälters (F1) aufweist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leitfähigkeitssensor (LF1) und/oder der zweite Leitfähigkeitssensor (LF2) einen integrierten Temperatursensor aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinheit (20) eine Ermittlung der Differenzleitfähigkeit (LF3) zwischen der Leitfähigkeit (LF1) des Heizungskreislaufwassers stromauf des Behälters (F1) und der Leitfähigkeit (LF2) des Heizungskreislaufwassers stromab des Behälters (F1) erfolgt.
  4. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (PU2) stromab und/oder stromauf des Behälters (F1) angeordnet ist
  5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Leseeinheit (QT1) zur Erfassung einer Identifikation des eingesetzten Aufbereitungsmaterials (FE1) aufweist, insbesondere eine RFID-Leseeinheit.
  6. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Datenübertragungsmodul (QT2) zum Aufbau einer Verbindung zu einem Zentralrechner aufweist, insbesondere ein Datenübertragungsmodul (QT2) mit einer Luftschnittstelle, insbesondere ein Mobilfunkmodem.
  7. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (F1) eine Isolierung aufweist, insbesondere eine abnehmbare Isolierung, insbesondere eine Isolierung aus expandiertem Polypropylen.
  8. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Voreinlass (1) eine pH-Messelektrode (pH1) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest einen Feinfilter (F3) aufweist, insbesondere dass der Feinfilter (F3) stromab des Behälters (F1) im Endauslass (2) angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Nachspeiseeinlass aufweist, wobei der Nachspeiseeinlass in den Voreinlass (1) und/oder in den Behälter (F1) mündet und der Nachspeiseeinlass zumindest ein Absperrorgan (V2, V10) aufweist, insbesondere ein fernsteuerbares Magnetventil (V10) oder Motorventil.
  11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Nachspeiseeinlass mit einem fernsteuerbaren Absperrorgan (V10) aufweist, wobei das fernsteuerbare Absperrorgan (V10) und zumindest ein Druckmesser, insbesondere ein Drucktransmitter oder Druckschalter, mit der Steuereinheit (20) gekoppelt sind und wobei das fernsteuerbare Absperrorgan (V10) wird mittels der Steuereinheit (20) betätigt wird.
  12. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Voreinlass (1) zumindest einen Drucktransmitter (PT3) und/oder einen Temperatursensor aufweist.
  13. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Endauslass (2) zumindest einen Drucktransmitter (PT2) und/oder einen Temperatursensor aufweist.
  14. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinheit (20) durch Messelement/e (pH1, LF1, LF2, PT2, PT3) erfasste Messwerte ausgewertet werden und zumindest die Pumpe (PU2), insbesondere über einen Frequenzumrichter, gesteuert wird.
  15. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Voreinlass (1) und/oder an dem Endauslass (2) ein Rückschlagventil (V1) angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (F1) einen zweiten Einlass und einen Entlüftungsauslass für einen Entgasungsbetrieb aufweist, wobei im Behälter (F1) zumindest eine dem zweiten Einlass nachgeschaltete Düse (OP1) angeordnet ist, die den Filter und/oder das Aufbereitungsmaterial (FE1) während des Entgasungsbetriebs mit Heizungskreislaufwasser insbesondere unter Systemdruck beschickt, wobei dem Behälter (F1) die Pumpe (PU2) nachgeschaltet ist, mittels welcher ein Unterdruck in dem Behälter (F1) erzeugbar ist, sodass eine Entgasung des Heizungskreislaufwassers durch den von der Pumpe (PU2) erzeugbaren Unterdruck möglich ist und das Gas über den Entlüftungsauslass abführbar ist.
  17. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (F1) zumindest einen Entleerungsauslass, insbesondere mit einem Absperrorgan (V7), aufweist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter als ein auswechselbarer Filtereinsatz, insbesondere als Filterkerze ausgebildet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Aufbereitungsmaterial (FE1) um Aktivkohle und/oder um Ionenaustauscher handelt, insbesondere um lonentauscherharze, insbesondere Enthärterharz und/oder Mischbettharz in Beuteln oder in Kartuschen.
  20. Anlage mit einem Heizungswasserkreislauf (100) oder Prozesswasserkreislauf, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche in den Heizungswasserkreislauf (100) oder in den Prozesswasserkreislauf eingebunden ist.
  21. Anlage nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung strömungstechnisch parallel zu einem Heizungsrücklauf geschaltet ist.
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DE102021125376A1 (de) 2021-09-30 2023-03-30 Barnova Gmbh Ausgleichssystem, ausgeführt als pumpengesteuerte Druckhaltestation

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102021125376A1 (de) 2021-09-30 2023-03-30 Barnova Gmbh Ausgleichssystem, ausgeführt als pumpengesteuerte Druckhaltestation

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