ES2864630T3 - Procedimiento de ablandamiento de agua con determinación de una concentración de agente regenerador a través de un periodo de transporte y un volumen de transporte o una masa de transporte - Google Patents

Procedimiento de ablandamiento de agua con determinación de una concentración de agente regenerador a través de un periodo de transporte y un volumen de transporte o una masa de transporte Download PDF

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Abstract

Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua (1), que comprende - un dispositivo de ablandamiento (4a), que comprende en particular al menos un contenedor (4) con resina de intercambio iónico (5), - un recipiente de reserva (6), en el que hay almacenada una solución de agente regenerador (24), estando contenida en particular en el recipiente de reserva (6) también sal regeneradora (7) sólida, - un inyector (8), para transportar solución de agente regenerador (24) desde el recipiente de reserva (6) hasta el dispositivo de ablandamiento (4a), en donde un flujo volumétrico de agua de impulsión de agua sin tratar es alimentado desde una entrada (2) al inyector (8) y este flujo volumétrico de agua de impulsión arrastra a través de un conducto (18) solución de agente regenerador, con lo cual se obtiene en un conducto (19) un flujo volumétrico de agua mezclada, que contiene solución de agente regenerador diluida, y que se alimenta al dispositivo de ablandamiento (4a); - un dispositivo de control electrónico (9), en donde, en un modo de regeneración, se activa un transporte de la solución de agente regenerador (24) del recipiente de reserva (6) al dispositivo de ablandamiento (4a), caracterizado por que, en el modo de regeneración, al transportar la solución de agente regenerador en una etapa de transporte, - se especifica o se mide (106) un volumen V1 o una masa M1 de solución de agente regenerador (24) transportada, - y se especifica o se mide (108) un periodo de tiempo t1 para el transporte del volumen V1 o de la masa M1, y por que el dispositivo de control electrónico (9), con una función de calibración almacenada, que comprende en particular una o varias curvas características de calibración almacenadas, determina (116, 118; 140) una concentración CRM1 de la solución de agente regenerador (24) transportada y/o una magnitud dependiente de la concentración de la solución de agente regenerador (24) transportada, en particular una cantidad de sal SM1 contenida en la solución de agente regenerador (24) transportada, a partir de V1 o M1 y/o a partir de t1, en donde la función de calibración aprovecha la relación entre potencia de transporte del inyector (8) y la relación de densidades de solución de agente regenerador (24) a agua de impulsión.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de ablandamiento de agua con determinación de una concentración de agente regenerador a través de un periodo de transporte y un volumen de transporte o una masa de transporte
Antecedentes de la invención
La invención se refiere a un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua, que comprende
- un dispositivo de ablandamiento, en particular que comprende al menos un contenedor con resina de intercambio iónico,
- un recipiente de reserva, en el que hay almacenada una solución de agente regenerador, estando contenida en particular en el recipiente de reserva también sal regeneradora sólida,
- un inyector, para transportar solución de agente regenerador desde el recipiente de reserva hasta el dispositivo de ablandamiento, en donde un flujo volumétrico de agua de impulsión de agua sin tratar es alimentado desde una entrada al inyector y este flujo volumétrico de agua de impulsión arrastra a través de un conducto solución de agente regenerador, con lo cual se obtiene en un conducto un flujo volumétrico de agua mezclada, que contiene solución de agente regenerador diluida, y que se alimenta al dispositivo de ablandamiento,
- un dispositivo de control electrónico,
en donde, en un modo de regeneración, se activa un transporte de la solución de agente regenerador del recipiente de reserva al dispositivo de ablandamiento.
Una instalación de ablandamiento de agua de este tipo se ha dado a conocer en el documento DE 102010 028 756 A1.
Las instalaciones de ablandamiento de agua se utilizan cuando, por motivos técnicos o por motivos de comodidad, se desea o se necesita agua ablandada. Los dispositivos de ablandamiento de instalaciones de ablandamiento de agua se basan normalmente en el principio del intercambio de iones. Los endurecedores iones de calcio e iones de magnesio se intercambian por iones no endurecedores, por regla general iones de sodio. El agua que ha de ablandarse es conducida, para ello, a través de una resina de intercambio iónico.
Sin embargo, una resina de intercambio iónico solo puede ligar una cantidad limitada de endurecedores. Al agotarse la resina de intercambio iónico se conduce una solución de un agente regenerador, generalmente una solución de sal común, a través de la resina de intercambio iónico.
En una instalación de ablandamiento de agua típica se prepara la solución del agente regenerador mediante el almacenamiento en un recipiente de reserva de sal regeneradora sólida, y llenando el recipiente de reserva con agua. Al disolverse una parte de la sal regeneradora se produce una solución de agente regenerador saturada, quedando en una parte inferior del recipiente de reserva sal regeneradora todavía no disuelta. Para una regeneración se bombea una parte de la solución de agente regenerador saturada fuera del recipiente de reserva, se diluye con más agua y se dirige al dispositivo de ablandamiento. Para proporcionar solución de agente regenerador saturada adicional, el recipiente de reserva se vuelve a llenar con agua, y más sal regeneradora sólida entra en disolución.
La disolución de la sal regeneradora sólida en el recipiente de reserva es un proceso relativamente lento. Por lo tanto, en la práctica sucede que la solución de agente regenerador en el recipiente de reserva todavía no está saturada cuando es bombeada para una regeneración. La velocidad con la que se disuelve la sal regeneradora sólida depende, por ejemplo, de la forma de dosificación (por ejemplo, del tamaño de pastilla), de la geometría de contenedor del recipiente de reserva o también de la temperatura. La temperatura también influye, además, en la concentración a la que se entra en saturación.
Por lo tanto, la concentración de la solución de agente regenerador que es transportada desde el recipiente de reserva puede variar. De manera correspondiente también puede variar la concentración de trabajo de solución de agente regenerador diluida que se utiliza para regenerar la resina de intercambio iónico en el dispositivo de ablandamiento. Una información defectuosa acerca de la concentración o de la cantidad de sal contenida de una solución de agente regenerador proporcionada para la regeneración de un dispositivo de ablandamiento puede conducir a una utilización ineficiente de la sal regeneradora, a una regeneración incompleta del dispositivo de ablandamiento o también a una estimación errónea en cuanto a la sal regeneradora sólida que todavía queda en el recipiente de reserva.
Por el documento DE 102010 028 756 A1 se conoce determinar con un sensor de conductividad la concentración de una solución de agente regenerador en un recipiente de reserva de una instalación de ablandamiento de agua, o también la concentración de trabajo de una solución de agente regenerador diluida, que es recibida una vez mezclada la solución de agente regenerador con un flujo de agua de dilución en un inyector. La concentración de la solución de agente regenerador diluida se regula posteriormente a través de una unidad de control electrónica.
Puesto que el sensor de conductividad se dispone en un medio con mucho contenido en sal, está sometido a una corrosión considerable. Por lo tanto, el sensor de conductividad debe cambiarse cada cierto tiempo, lo que resulta complejo y costoso, y los valores de medición obtenidos son con frecuencia susceptibles a errores.
El documento DE 10 2015 219 619 A1 describe una instalación de ablandamiento de agua, en la que un equipo de control electrónico activa el llenado y la evacuación de una salmuera de un contenedor de resina de una instalación de ablandamiento de agua. La instalación comprende un inyector variable, con el que puede ajustarse la concentración de la salmuera. En un recipiente de reserva se almacena una solución salina saturada.
Las instalaciones de ablandamiento de agua con inyectores para diluir una solución de agente regenerador concentrada se conocen, por ejemplo, también por los documentos DE 195 38 617 A1, DE 43 13468 A1 y DE 42 21 013 C1.
Por el artículo de Wikipedia "Strahlpumpe", consultado el 2.2.2008, se conoce, por ejemplo, el principio de bombeo de un inyector. Un medio impulsor sale a alta velocidad de una boquilla impulsora, y arrastra a una cámara de mezcla un medio de succión. El efecto de bombeo es mayor cuanto mayor sea la densidad relativa del medio de impulsión en relación con el medio de succión.
Objetivo de la invención
El objetivo de la invención es poner a disposición un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua, pudiendo comprobarse de manera sencilla y fiable el consumo de sal en la regeneración del dispositivo de ablandamiento.
Descripción de la invención
Este objetivo se consigue de acuerdo con la invención mediante un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua del tipo mencionado al principio, que está caracterizado por que,
en el modo de regeneración, al transportar la solución de agente regenerador en una etapa de transporte,
- se especifica o se mide un volumen V1 o una masa M1 de solución de agente regenerador transportada,
- y se especifica o se mide un periodo de tiempo t1 para el transporte del volumen V1 o de la masa M1,
y por que el dispositivo de control electrónico, con una función de calibración almacenada, que comprende en particular una o varias curvas características de calibración almacenadas, determina una concentración C rm1 de la solución de agente regenerador transportada y/o una magnitud dependiente de la concentración de la solución de agente regenerador transportada, en particular una cantidad de sal SM1 contenida en la solución de agente regenerador transportada, a partir de V1 o M1 y/o a partir de t1, en donde la función de calibración aprovecha la relación entre potencia de transporte del inyector y la relación de densidades de solución de agente regenerador a agua de impulsión.
La invención propone determinar la concentración C rm1 de la solución de agente regenerador presente en el recipiente de reserva o una magnitud dependiente de C rm1 mediante una función de calibración. Esta función de calibración aprovecha la relación entre potencia de transporte del inyector y la relación de densidades de medio de succión (en este caso la solución de agente regenerador succionada) a medio de impulsión (en este caso un chorro de agua de impulsión formado por agua de dilución/agua sin tratar). A medida que aumenta la densidad de la solución de agente regenerador y, por tanto, a medida que aumenta la concentración de la solución de agente regenerador, la potencia de succión disminuye; obsérvese que la densidad del chorro de agua de impulsión apenas fluctúa en la práctica. Por lo tanto, conociendo un volumen V1 transportado o una masa M1 transportada de solución de agente regenerador y el periodo de tiempo t1 necesario para este transporte, en condiciones por lo demás conocidas, en particular para el tipo de instalación dado, puede concluirse la concentración de la solución de agente regenerador. La relación entre concentración, por un lado, y V1/M1 y t1, por el otro, puede determinarse de antemano para un tipo de instalación determinado y, dado el caso, para otras condiciones (por ejemplo, para diferentes presiones de agua de impulsión o flujos de agua de impulsión); de este modo se obtiene la función de calibración. En particular puede determinarse/medirse, en una fase de aprendizaje previa al funcionamiento normal, para diferentes concentraciones especificadas (o medidas habitualmente) de solución de agente regenerador y, dado el caso, para otras condiciones, en cada caso, una relación de V1 o M1 a t1 (o, cuando una de las magnitudes V1/M1 o t1 está especificada, determinarse/medirse en cada caso la otra magnitud V1/M1 o t1).
Al menos una de las magnitudes V1/M1 y t1 se mide en una etapa de transporte en el marco de la invención. Por regla general, una de las magnitudes V1/M1 o t1 está especificada (por el modelo de instalación de ablandamiento de agua, o también por el dispositivo de control electrónico), y la otra se mide; aunque también es posible medir ambas magnitudes V1/M1 y t1.
Las magnitudes V1/M1 y t1 se especifican o miden para una etapa de transporte, comprendiendo una regeneración generalmente solo una etapa de transporte; aunque también es posible que una regeneración comprenda varias etapas de transporte sucesivas. Entre dos regeneraciones (fases del modo de regeneración) tiene lugar, en cada caso, un modo de ablandamiento (una fase del modo de ablandamiento).
La concentración C rm1 determinada de acuerdo con la invención de la solución de agente regenerador transportada (es decir succionada desde el recipiente de reserva) o la magnitud dependiente de la misma puede usarse para hacer un seguimiento correcto del consumo de sal regeneradora sólida para preparar la solución de agente regenerador, para poder disponer así un rellenado puntualmente antes del consumo total de la sal regeneradora sólida en el recipiente de reserva. El rellenado se realiza preferiblemente de manera automática (activado por el equipo de control electrónico), aunque también puede realizarse manualmente tras un mensaje de alerta correspondiente. Además, la determinación de C rm1 o de la magnitud dependiente de la misma puede utilizarse para optimizar la concentración de trabajo de solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento, en particular para detenerse en un intervalo en el que se logra el máximo aprovechamiento de sal para la regeneración. Además es posible también detectar una salinización demasiado baja en total, potencial o acaecida, del dispositivo de ablandamiento en una regeneración, que conduce a una regeneración incompleta del dispositivo de ablandamiento; en este caso pueden disponerse medidas de compensación (preferiblemente de manera automática por el dispositivo de control electrónico), por ejemplo un acortamiento del modo de ablandamiento subsiguiente, o una resalinización en la regeneración todavía en curso.
En el marco de la invención no es necesario exponer un sensor de conductividad a la solución de agente regenerador corrosiva. La información necesaria para la invención en el modo de regeneración, por ejemplo el periodo de tiempo t1 o el volumen V1 transportado o la masa M1, pueden determinarse fácilmente y de manera exacta, sin que la corrosividad de la solución de agente regenerador resulte problemática. Una especificación de volumen puede tener lugar, por ejemplo, a través de un interruptor de flotador y de la geometría del recipiente de reserva, que apenas se ven afectados por la sal; lo mismo sucede para una determinación (de variación) de masa, que puede tener lugar con un equipo de pesaje externamente en el recipiente de reserva. Una medición de tiempo o especificación de tiempo tampoco se ve afectada por la sal de la solución de agente regenerador.
Mediante el procedimiento de acuerdo con la invención puede determinarse de manera sencilla y fiable la concentración de la solución de agente regenerador succionada (transportada) desde el recipiente de reserva, o también una magnitud dependiente de esta concentración. El dispositivo de control electrónico puede especificar, a este respecto, el curso del procedimiento de manera automatizada.
Variantes preferidas de la invención
En una variante preferida del procedimiento de acuerdo con la invención para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua está previsto que, para una etapa de transporte, se especifique un volumen V1 o una masa M1 de solución de agente regenerador transportada, y que se mida un periodo de tiempo t1 para el transporte del volumen V1 o de la masa M1, y que el dispositivo de control electrónico determine la concentración C rm1 y/o la magnitud dependiente de la concentración a partir de t1. Una especificación fija de V1 o M1 en una etapa de transporte es posible fácilmente, por ejemplo mediante el modelo de la instalación de ablandamiento de agua con interruptor de flotador o mediante un equipo de pesaje, en particular también en caso de solución de agente regenerador corrosiva, y el periodo de tiempo t1 es igualmente fácil de medir. Mediante la especificación fija de V1/M1 se simplifica, además, la función de calibración; la magnitud V1/M1 ya no es, entonces, ninguna variable de la función de calibración. Alternativamente, también es posible bombear con el inyector durante un periodo de tiempo t1 fijo, especificado por el dispositivo de control, y medir el volumen V1 transportado en ese tiempo o la masa M1 transportada en ese tiempo de solución de agente regenerador. También en este caso puede obtenerse una función de calibración especialmente sencilla; la magnitud t1 ya no es, entonces, ninguna variable de la función de calibración.
También se prefiere una variante en la que la instalación de ablandamiento de agua comprende un manorreductor, con el que está garantizada una presión de entrada pe fija de agua de impulsión en el inyector, y la función de calibración está determinada para esta presión de entrada pe. A una presión de entrada pe constante especificada, la velocidad de flujo del agua de impulsión está definida con precisión en el inyector. La función de calibración se vuelve especialmente sencilla ya que la presión de entrada pe ya no es, entonces, ninguna variable de la función de calibración. Solamente debe determinarse de antemano una curva característica de calibración para esta presión pe y almacenarse en el dispositivo de control electrónico. Obsérvese que la función de calibración, si se desea, también puede comprender varias curvas características de calibración para diversas presiones de entrada pe, a fin de poder utilizar el dispositivo de control con distintos manorreductores; la presión de entrada pe establecida por el manorreductor seleccionado se pone, entonces, en conocimiento del dispositivo de control normalmente durante la puesta en marcha de la instalación de ablandamiento de agua, y la correspondiente curva característica para esta presión de entrada se preajusta. El manorreductor puede estar dispuesto en la entrada de la instalación de ablandamiento de agua o en una salida al inyector.
También resulta ventajosa una variante que prevé que la instalación de ablandamiento de agua comprenda un sensor de presión, con el que se determina una presión de agua de impulsión p1 antes del inyector, y que el dispositivo de control electrónico determine la concentración C RM1 o la magnitud dependiente de la concentración con la función de calibración en función de p1. La presión de agua de impulsión influye en el flujo volumétrico de agua de impulsión y, por tanto, en la potencia de succión del inyector. La presión de agua de impulsión p1 medida con el sensor de presión puede tenerse en cuenta como variable en la función de calibración; por ejemplo se almacenan para diversos valores de la presión de agua de impulsión diversas curvas características de calibración en el dispositivo de control electrónico. Puede seleccionarse la curva característica de calibración correcta independientemente de las relaciones de presión presentes in situ.
Es igualmente ventajosa una variante que prevé que la instalación de ablandamiento de agua comprenda un caudalímetro, con el que se determina un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW de manera directa o indirecta, y que el dispositivo de control electrónico determine la concentración C r m 1 o la magnitud dependiente de la concentración con la función de calibración en función de V(t)TW. El flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW determinado con el caudalímetro puede tenerse en cuenta como variable en la función de calibración; por ejemplo se almacenan para diversos valores del flujo volumétrico de agua de impulsión diversas curvas características de calibración en el dispositivo de control electrónico. El comportamiento de succión del inyector depende del flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)i w . Esto puede tenerse en cuenta a la hora de seleccionar la curva característica de calibración. El caudalímetro puede estar dispuesto en la dirección de flujo antes del inyector en el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)iw (medición directa) o bien en la dirección de flujo después del inyector en el flujo volumétrico de agua mezclada V(t)MW (medición indirecta; a este respecto se obtiene el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW a partir del flujo volumétrico de agua mezclada V(t)MW medido menos el flujo volumétrico de solución de agente regenerador V(t)RM derivado a partir del tiempo t1 y el volumen V1 o la masa M1).
Es especialmente preferida una variante, en la que el dispositivo de control electrónico determina una cantidad de sal SM1 contenida en la solución de agente regenerador transportada, en particular a partir de la concentración C RM1 y del volumen V1 o a partir de la concentración C r m 1, la masa M1 y una función de densidad dependiente de la concentración D(Cr m 1) de la solución de agente regenerador transportada. A través de la cantidad de sal SM1 transportada (en una etapa de transporte) puede comprobarse y ajustarse la cantidad de sal SM r e g utilizada para una regeneración. Por lo general, por cada regeneración solo está prevista una etapa de transporte (con volumen V1 o masa M1); en este caso SM1=SMr e g . Sin embargo, también es posible que una regeneración se componga de una pluralidad de etapas de transporte consecutivas (con volúmenes Vi y masas Mi o cantidades de sal SMi); en este caso SM r e g =ZSM¡. A través de SM1 puede hacerse un seguimiento preciso de la cantidad de sal regeneradora sólida que queda en el recipiente de reserva, o bien puede detectarse fácilmente una salinización insuficiente para una regeneración completa del dispositivo de ablandamiento (o bien una salinización excesiva).
Un perfeccionamiento ventajoso de esta variante prevé que un primer valor teórico SW1 para una cantidad de sal que ha de utilizarse por cada regeneración del dispositivo de ablandamiento esté almacenado en el dispositivo de control electrónico, y que el dispositivo de control electrónico, en caso de que SM1 no llegue a SW1 o de que SM1 no llegue a SW1 en más de un valor umbral,
- en la regeneración en curso, en una etapa de transporte adicional, transporta un volumen V2 adicional o una masa M2 adicional de solución de agente regenerador del recipiente de reserva al dispositivo de ablandamiento,
- y/o aumenta un volumen V1 especificado y/o una masa M1 especificada y/o un periodo de tiempo t1 especificado para regeneraciones subsiguientes,
- y/o acorta la duración de un modo de ablandamiento subsiguiente con respecto a una duración estándar, que se habría aplicado de llegarse al valor teórico SW1,
y/o, en caso de que SM1 supere SW1 o de que SM1 supere SW1 en más de un valor umbral,
- reduce un volumen V1 especificado y/o una masa M1 especificada y/o un periodo de tiempo t1 especificado para regeneraciones subsiguientes. Estas medidas están previstas, sobre todo, para el caso de que se efectúe una regeneración (por regla general) con una única etapa de transporte. En caso contrario pueden efectuarse etapas de transporte de manera consecutiva, hasta que ZSMi alcance finalmente SW1. Un valor umbral típico se sitúa, por ejemplo, en un 10 % de desviación del valor teórico. En caso de no llegar a SW1 ya no tiene lugar una regeneración completa del dispositivo de ablandamiento. En el caso de una regeneración incompleta se reduce la capacidad de ablandamiento del modo de ablandamiento subsiguiente. Mediante la adaptación (iterativa o inmediata) del volumen transportado por el inyector o de la masa transportada por el inyector o mediante la prolongación del tiempo de bombeo pueden optimizarse la capacidad de ablandamiento y el consumo de sal. En caso de no llegar SW1 (lo que puede indicarse mediante un mensaje de alerta) puede ser necesario, además, un rellenado de sal regeneradora sólida, o bien una prolongación de un tiempo de disolución de la sal para la preparación de la solución de agente regenerador. Dado el caso, el equipo de control electrónico puede disponer tales medidas también automáticamente. Si falta sal en el recipiente de reserva y/o si los tiempos de disolución de la sal son demasiado cortos, la concentración de la solución de agente regenerador será demasiado baja. Si se usa un volumen V1 especificado definido o una masa M1 especificada definida de esta solución de agente regenerador para la regeneración, también será correspondientemente la cantidad de sal utilizada demasiado baja, es decir, no se llegará al valor teórico SW1.
La instalación de ablandamiento de agua puede seguir funcionando entonces con una capacidad de ablandamiento reducida o bien se suministra a la instalación aguas abajo durante un breve tiempo agua dura (o más dura). También puede interrumpirse el flujo de agua por completo. Si se supera SW1, mediante las medidas previstas se reduce el consumo de sal, de modo que no tenga que consumirse más sal de lo necesario para una regeneración completa.
También es preferible una variante, en la que el dispositivo de control electrónico determina una concentración de trabajo C r m 2 de la solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento, en particular a partir de la concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador transportada, de un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW y de un flujo volumétrico de solución de agente regenerador V(t)RM. La concentración de trabajo puede ajustarse iterativamente. Mediante la correcta elección de la concentración de trabajo C r m 2 de la solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento se obtiene un aprovechamiento de sal óptimo a la par que una velocidad de regeneración buena. El flujo volumétrico de agente regenerador (promedio) puede determinarse a través de V1 y t1 o a través de M1, D(Cr m 1) y t1.
En un perfeccionamiento ventajoso de esta variante está previsto que un segundo valor teórico SW2 para una concentración de trabajo C r m 2 de solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento que ha de utilizarse en la regeneración esté almacenado en el dispositivo de control electrónico, y que el dispositivo de control electrónico, en caso de que C r m 2 supere SW2 o de que C r m 2 supere SW2 en más de un valor umbral,
- aumente un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW,
y/o, en caso de que C r m 2 no llegue a SW2 o de que C r m 2 no llegue a SW2 en más de un valor umbral,
- reduzca un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW. El agua de impulsión diluye la solución de agente regenerador procedente del recipiente de reserva. Si bien a medida que aumenta el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW también mejora el comportamiento de succión del inyector y, por tanto, aumenta el flujo volumétrico de solución de agente regenerador V(t)RM, el efecto de dilución del flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW cada vez mayor tiene, sin embargo, mayor relevancia a las velocidades de flujo que se producen habitualmente. A través de un correspondiente ajuste del flujo volumétrico de agua de impulsión puede ajustarse la solución de agente regenerador de la concentración C r m 1 de manera controlada a una concentración de trabajo C r m 2 deseada. Un valor umbral típico se sitúa, por ejemplo, en un 10 % de desviación del valor teórico.
En una variante ventajosa está previsto que el dispositivo de control electrónico determine la concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador transportada, que un tercer valor teórico SW3 para una concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador que ha de utilizarse en la regeneración esté almacenado en el dispositivo de control electrónico, y que el dispositivo de control electrónico solo adopte medidas correctoras cuando
- se produce una desviación de C r m 1 de SW3 o una desviación de C r m 1 de SW3 en más de un valor umbral en varias etapas de transporte o regeneraciones consecutivas, y/o
- un valor promedio C RM1promedio de las concentraciones C r m 1 de varias etapas de transporte o regeneraciones consecutivas se desvía de SW3 o se desvía de SW3 en más de un valor umbral, y/o
- tanto una concentración comparativa C RM1comparativa de la solución de agente regenerador, determinada con otro procedimiento distinto al descrito en la reivindicación 1, como la concentración C r m 1 determinada según la reivindicación 1 se desvían de SW3 o se desvían de SW3 en más de un valor umbral. Con esta variante se ignoran errores de medición individuales o imprecisiones de medición, o bien tiene lugar una doble seguridad con varios procedimientos de determinación, a fin de establecer una concentración de la solución de agente regenerador sujeta a corrección, de modo que no se adopten medidas correctoras innecesarias. Otro procedimiento para determinar C RM1comparativa puede comprender, por ejemplo, mediciones gravimétricas o conductométricas. Son medidas correctoras, por ejemplo, un rellenado de sal regeneradora sólida o una variación de un tiempo de disolución de la sal; con estas medidas correctoras puede influirse directamente en C r m 1. Otras medidas correctoras pueden comprender una adaptación de V1/M1 o t1, de V(t)TW o también de la capacidad de ablandamiento necesaria entre dos regeneraciones; estas medidas correctoras, si bien no varían C r m 1, pueden compensar, sin embargo, las consecuencias de un valor de C r m 1 que se desvía del valor teórico SW3.
Se prefiere además una variante, en la que la instalación de ablandamiento de agua comprenda medios para especificar y/o medir el volumen V1 para una etapa de transporte, en particular un interruptor de flotador y/o un borde de succión y/o un borde de rebose del recipiente de reserva y/o uno o varios caudalímetros. Los medios pueden comprender también una geometría especificada del recipiente de reserva. Por ejemplo, un recipiente de reserva puede llenarse antes del transporte de la solución de agente regenerador por completo con esta, y en una etapa de transporte vaciarse la solución de agente regenerador por completo, o bien se extrae un volumen definido con ayuda de un interruptor de flotador hasta un nivel de parada. Con un interruptor de flotador, un borde de succión o un borde de rebose puede definirse de manera sencilla un volumen succionable, correspondientemente a la geometría de contenedor del recipiente de reserva. Un caudalímetro puede estar dispuesto directamente en un conducto de succión del agente regenerador; igualmente pueden estar equipados dos caudalímetros para determinar el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW y el flujo volumétrico de agua mezclada V(t)MW, a fin de averiguar el flujo volumétrico de solución de agente regenerador V(t)RM a través de una sustracción.
Se prefiere igualmente una variante, en la que la instalación de ablandamiento de agua comprende medios para especificar y/o medir la masa M1, en particular un equipo de pesaje para el recipiente de reserva. Por medio de un equipo de pesaje (báscula) puede determinarse el peso del recipiente de reserva incluido su contenido y, a partir del mismo, averiguarse M1. Por ejemplo, para ello, puede determinarse (medirse) una diferencia M1 del peso al comienzo y al final de la extracción de solución de agente regenerador, o bien puede ponerse fin a una extracción de solución de agente regenerador cuando se alcanza una retirada de masa especificada de M1 (sin que siga fluyendo agua al interior del recipiente de reserva durante la extracción). También puede recurrirse a mediciones gravimétricas (en particular mediciones de M1), a fin de derivar a partir de las mismas (junto con V1) la concentración de la solución de agente regenerador en el recipiente de reserva C rm1. El valor así obtenido puede servir, entonces, como valor comparativo CRM1comparativa, para asegurarse del valor para C rm1 obtenido de acuerdo con la reivindicación 1.
También es preferible una variante, en la que la instalación de ablandamiento de agua comprende un equipo de medición de tiempo y/o un temporizador. Con el equipo de medición de tiempo puede medirse, por ejemplo, el periodo de tiempo t1 (desconocido de antemano) que es necesario para transportar un volumen V1 especificado o una masa M1 especificada con el inyector. Con el temporizador puede especificarse (descontarse) un tiempo t1 especificado, durante el cual es transportada solución de agente regenerador por el inyector, y se mide el volumen V1 transportado en el tiempo especificado o una masa M1 transporta en el tiempo especificado.
También es ventajosa una variante, en la que está presente, además, un sensor de conductividad para determinar la conductividad de la solución de agente regenerador transportada. A través del sensor de conductividad puede determinarse una concentración de la solución de agente regenerador. La concentración CRM1comparativa así obtenida puede compararse con la concentración C rm1 determinada según la reivindicación 1.
Otras ventajas de la invención se desprenden de la descripción y del dibujo. Asimismo, las características mencionadas anteriormente y otras que se explican en más detalle a continuación pueden usarse, de acuerdo con la invención, en cada caso individualmente por sí solas o varias en cualquier combinación. Las formas de realización mostradas y descritas no han de entenderse como una enumeración excluyente, sino que son más bien a modo de ejemplo para ilustrar la invención.
Descripción detallada de la invención y dibujo
La invención está representada en el dibujo y se explica con más detalle con ayuda de ejemplos de realización. Muestran:
la Fig. 1 una representación esquemática de una instalación de ablandamiento de agua para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con la invención para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua;
la Fig. 2 un diagrama de flujo esquemático de una primera variante de un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua de acuerdo con la invención, en donde un volumen V1 especificado es transportado y una cantidad de sal SM1 utilizada se ajusta a un primer valor teórico SW 1;
la Fig. 3 un diagrama de flujo esquemático de una segunda variante de un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua de acuerdo con la invención, en donde un volumen V1 especificado es transportado y una concentración de trabajo Crm2 de solución de agente regenerador diluida en un dispositivo de ablandamiento se ajusta a un segundo valor teórico SW2;
la Fig. 4 un diagrama de flujo esquemático de una tercera variante de un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua de acuerdo con la invención, en donde un volumen V1 especificado es transportado y una concentración de solución de agente regenerador C rm1 en el recipiente de reserva se ajusta a un tercer valor teórico SW3;
la Fig. 5 un diagrama de la dependencia del tiempo de succión del inyector para un volumen V1 especificado con respecto a la concentración de la solución de agente regenerador a una primera presión de entrada de pe = 2 bar;
la Fig. 6 un diagrama de la dependencia del tiempo de succión del inyector para un volumen V1 especificado con respecto a la concentración de la solución de agente regenerador a una segunda presión de entrada de pe = 4 bar;
la Fig. 7 un diagrama de la dependencia del tiempo de succión del inyector para una masa M1 especificada con respecto a la concentración de la solución de agente regenerador a una primera presión de entrada de pe = 2 bar;
la Fig. 8 un diagrama de la dependencia del tiempo de succión del inyector para una masa M1 especificada con respecto a la concentración de la solución de agente regenerador a una segunda presión de entrada de pe = 4 bar.
La Fig. 1 muestra un modelo de instalación de ablandamiento de agua 1 en una vista global esquemática, para llevar a cabo un procedimiento de acuerdo con la invención para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua.
A través de una entrada 2 para agua sin tratar fluye, desde una red de agua local, por ejemplo la red de agua potable, hacia la instalación de ablandamiento de agua, agua sin tratar, es decir agua no ablandada. El agua sin tratar se someterá a un ablandamiento parcial o total.
En la entrada 2 está dispuesto un manorreductor 12, que ajusta la presión del agua en la instalación de ablandamiento de agua subsiguiente a una presión de entrada pe constante de, por ejemplo, pe = 2 bar.
En un modo de ablandamiento, el agua sin tratar fluye con la válvula 20 cerrada completamente hacia un cabezal de control 9a, que conduce, para un ablandamiento completo, el agua sin tratar a través de un dispositivo de ablandamiento 4a, que en este caso está configurado con un contenedor 4 que contiene resina de intercambio iónico 5. El agua ablandada fluye después hacia una salida 3 para agua ablandada. En caso de que solamente se desee un ablandamiento parcial, el flujo de agua sin tratar puede dividirse en el cabezal de control 9a en un subflujo que va a ablandarse por el dispositivo de ablandamiento 4a y un flujo de derivación, los cuales vuelven a juntarse antes de la salida 3 (no representado en detalle).
La resina de intercambio iónico 5 debe regenerarse regularmente. Con este fin, un dispositivo de control electrónico 9, que en este caso está integrado en el cabezal de control 9a, puede conmutar a un modo de regeneración. Las líneas de medición y control utilizados por el dispositivo de control 9 están representadas mediante línea de puntos en la figura 1; el dispositivo de control 9 controla, en principio, en conjunto el modo de ablandamiento y el de regeneración de la instalación de ablandamiento de agua. En el modo de regeneración, en la forma de realización mostrada, la salida 3 se conecta a través del cabezal de control 9a directamente a la entrada 2 para agua sin tratar, a fin de garantizar en la salida 3 un suministro de agua provisional con agua no ablandada (no representado en detalle).
A fin de poder efectuar la regeneración de la resina de intercambio iónico 5, la instalación de ablandamiento de agua 1 dispone de un recipiente de reserva 6, en el que hay almacenada sal regeneradora 7 sólida, en este caso sal común (NaCl) en forma de pastilla. A través de los conductos 18 y 19 puede rellenarse, con la válvula 20 cerrada y la válvula 21 abierta, desde el cabezal de control 9a agua sin tratar al interior del recipiente de reserva 6. La sal regeneradora 7 sólida se disuelve parcialmente en el agua sin tratar rellenada, con lo cual se obtiene una solución de agente regenerador 24 con una concentración C rm1. Con un tiempo de disolución suficientemente largo se obtiene una solución de agente regenerador saturada; sin embargo, en la práctica a menudo no se consigue la saturación (total) hasta la utilización de la solución de agente regenerador 24.
Puede bombearse solución de agente regenerador 24 con un inyector 8 desde el recipiente de reserva 6, alimentando al inyector 8 un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW de agua sin tratar desde la entrada 2 a través de la válvula 20 abierta y el conducto 17. El flujo volumétrico de agua de impulsión arrastra a través del conducto 18 solución de agente regenerador 24 como flujo volumétrico de agente regenerador V(t)RM, con lo cual se obtiene un flujo volumétrico de agua mezclada V(t)MW en el conducto 19, con V(t)TW+V(t)RM=V(t)MW. El flujo volumétrico de agua mezclada V(t)MW contiene, por tanto, solución de agente regenerador diluida; esta se alimenta, a través del cabezal de control 9a, al dispositivo de ablandamiento 4a, con vistas a la regeneración de la resina de intercambio iónico 5. La solución de agente regenerador diluida consumida puede alimentarse a través de la salida 22 a un canal de desagüe 23.
La concentración de la solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento 4a se denomina concentración de trabajo C rm2. Puede hacerse un seguimiento del flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW, en la forma de realización mostrada, a través de un caudalímetro 13.
Al final de una regeneración precedente, el nivel de líquido 14a en el recipiente de reserva 6 es ajustado inicialmente por el dispositivo de control 9 al nivel superior 15; para el ajuste de este nivel superior 15 se utiliza en este caso un interruptor de flotador 14. Puesto que en el modo de ablandamiento el nivel de líquido 14a en el recipiente de reserva 6 no varía, al comienzo de la regeneración actual la solución de agente regenerador 24 sigue estando con el nivel de líquido 14a al nivel superior 15.
Al comienzo de la regeneración actual, el dispositivo de control electrónico 9 abre las válvulas 20 y 21, con lo cual el inyector 8 succiona solución de agente regenerador 24 y esta es alimentada como solución de agente regenerador diluida al dispositivo de ablandamiento 4a. Al mismo tiempo, con un equipo de medición de tiempo 10 del dispositivo de control electrónico 10 se inicia una medición de tiempo.
En cuanto el nivel de líquido 14a en el recipiente de reserva 6 alcanza el nivel inferior 16, se pone fin al bombeo de solución de agente regenerador 24 por el dispositivo de control 9, por ejemplo mediante el cierre de las válvulas 20, 21. Se para igualmente la medición de tiempo. El haber alcanzado el nivel inferior 16 se registra en este caso, de nuevo, mediante el interruptor de flotador 14.
El volumen V1 de solución de agente regenerador 24 bombeada está especificado por los dos niveles 15 y 16 definidos por el interruptor de flotador 14 así como por la geometría de contenedor (en este caso la base del recipiente de reserva 6) para esta etapa de transporte de solución de agente regenerador. El periodo de tiempo t1 medido con el equipo de medición de tiempo 10 de extracción de este volumen V1 de solución de agente regenerador V1 puede ahora evaluarse por el dispositivo de control 9, a fin de determinar la concentración C r m i de la solución de agente regenerador.
Puesto que, por medio del manorreductor 12, la presión de entrada pe en el inyector 8 es fija, basta con una curva característica de calibración para esta presión de entrada pe y para el volumen V1 especificado para la instalación de ablandamiento de agua 1 usada como función de calibración, a fin de determinar a partir del periodo de tiempo t1 la concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador 24. Una concentración C r m 1 así determinada puede mostrarse en la pantalla 11 del dispositivo de control electrónico 9.
A fin de determinar una cantidad de sal SM1 utilizada en la etapa de transporte, se multiplica el volumen V1 por la concentración C r m 1 determinada, con SM1=V1*Cr m 1. A fin de determinar la concentración de trabajo C r m 2 de la solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento 4a, la cantidad de sal SM1 utilizada puede dividirse por la suma del flujo volumétrico de agua de impulsión £ t l V ( t ) TW sumado (integrado) a lo largo del tiempo t1 y el volumen V1, con
C r m 2=(V1*Cr m 1)/( £ t l V ( t ) TW+V1).
Obsérvese que, en lugar de V1, también puede trabajarse con la masa M1 de la solución de agente regenerador 24 transportada y la densidad dependiente de la concentración D(Cr m 1), con V1 = M1/D(Cr m 1). Para ello, el recipiente de reserva 6 puede equiparse con un equipo de pesaje 26, y puede tener lugar una interrupción del bombeo de solución de agente regenerador al alcanzarse la diferencia de masa M1 especificada.
Si se desea, la instalación de ablandamiento de agua 1 también puede presentar un sensor de presión 25 en el conducto 17, con el que puede determinarse la presión de agua antes del inyector 8. En el caso de relaciones de presión fluctuantes, en particular si no se usa ningún manorreductor 12, la presión de agua de impulsión p1 puede detectarse así y tenerse en cuenta al determinar la concentración C r m 1 mediante la función de calibración.
Igualmente puede utilizarse, si se desea, un sensor de conductividad 27, por ejemplo en el conducto 18, con el que puede monitorizarse adicionalmente la concentración de la solución de agente regenerador y puede determinarse una concentración comparativa C RM1comparativa de manera conductométrica. De este modo puede conseguirse un nivel de seguridad muy elevado en la determinación del a concentración, aunque el sensor de conductividad 27 se somete a un medio muy corrosivo.
La Fig. 2 explica en un diagrama de flujo esquemático un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua (por ejemplo, tal como se ha expuesto en la figura 1) de acuerdo con la invención en una primera variante.
Tras el inicio 100 del procedimiento, la instalación de ablandamiento de agua pasa inicialmente a una fase del modo de ablandamiento 102, en la que se conduce agua sin tratar a través del dispositivo de ablandamiento, para obtener agua ablandada. A intervalos regulares (alternativamente también de manera continua), el dispositivo de control electrónico comprueba si el dispositivo de ablandamiento se ha agotado y se requiere 104, por tanto, una regeneración. Preferiblemente, para ello mediante el dispositivo de control se hace un seguimiento de la capacidad de ablandamiento restante del dispositivo de ablandamiento, y al alcanzarse un valor límite se inicia una regeneración.
Cuando se requiere una regeneración, la instalación de ablandamiento de agua se conmuta a un modo de regeneración. En una etapa de transporte, el dispositivo de control, en la variante explicada, activa el inyector, para transportar 106 el volumen V1 especificado de solución de agente regenerador desde el recipiente de reserva y alimentarlo diluido al dispositivo de ablandamiento. El dispositivo de control mide 108 el tiempo t1 necesario para ello. Está previsto, además, medir 110 durante el transporte de la solución de agente regenerador el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW dominante o medir 112 la presión de agua de impulsión p1 antes del inyector (en caso de que se utilice un manorreductor, también puede consultarse en este caso la presión de entrada pe correspondiente, que se introduce entonces en lugar de p1). Para el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW establecido o la presión de agua de impulsión p1 establecida (y para el volumen V1 especificado) se selecciona 114 entonces una curva característica de calibración almacenada apropiada, que se utiliza en el marco de la función de calibración. Con la curva característica de calibración seleccionada se determina 116 entonces la concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador a partir del periodo de tiempo t1. En la variante mostrada también se determina 118, además, la cantidad de sal SM1 utilizada en la etapa de transporte, que está contenida en la solución de agente regenerador transportada, con SM1=V1*Cr m 1.
A continuación, el dispositivo de control comprueba si SM1 no llega 120 a un primer valor teórico SW1 almacenado; si se desea, el hecho de no llegar a este valor teórico solo se considera relevante cuando esto sucede excediendo un valor umbral, por ejemplo más de un 10 % con respecto al valor teórico SW1. Si se establece que no se llega a este valor teórico, el dispositivo de control adopta una o varias de las siguientes contramedidas: transportar 122 un volumen V2 adicional de solución de agente regenerador desde el recipiente de reserva al dispositivo de ablandamiento; en una regeneración subsiguiente (no en la regeneración en curso), aumentar 124 el V1 especificado; acortar 126 la siguiente fase del modo de ablandamiento; y/o prolongar 128 el tiempo de disolución de la sal en el recipiente de reserva. A continuación se termina el resto de la fase del modo de regeneración 130, en particular con la espera de un tiempo de actuación de la solución de agente regenerador diluida sobre la resina de intercambio iónico, el desagüe de la solución de agente regenerador consumida fuera del dispositivo de ablandamiento y el rellenado del recipiente de reserva con agua.
En caso de que sí se llegue al valor teórico SW1, entonces el dispositivo de control comprueba si SM1 supera 132 un valor teórico SW1 almacenado; si se desea, esta superación solo se considera relevante cuando la superación excede un valor umbral, por ejemplo más de un 10 % con respecto al valor teórico SW1. Si se establece una superación, el dispositivo de control dispone como contramedida que, en una regeneración subsiguiente (no en la regeneración en curso), el V1 especificado se reduzca 134. A continuación se termina el resto de la fase del modo de regeneración 130.
Al final de la fase del modo de regeneración 130 se prosigue con el procedimiento con una siguiente fase del modo de ablandamiento 102.
La Fig. 3 explica en un diagrama de flujo esquemático un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua (por ejemplo, tal como se ha expuesto en la figura 1) de acuerdo con la invención en una segunda variante. Las etapas de procedimiento 100 a 114 se corresponden con las del flujo de la figura 2 (véase más arriba).
En una etapa 140, el dispositivo de control electrónico determina en este caso la concentración de trabajo Crm2 de solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento, con C rm2=V1*Crm1/(£ í i ^ (£)t w V1).
A continuación, el dispositivo de control comprueba si C rm2 no llega 142 a un segundo valor teórico SW2 almacenado; si se desea, el hecho de no llegar a este valor teórico solo se considera relevante cuando esto sucede excediendo un valor umbral, por ejemplo más de un 10 % con respecto al valor teórico SW2. Si se determina que no se llega a este valor teórico, el dispositivo de control dispone que, en una regeneración subsiguiente (no en la regeneración en curso), el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW se reduzca 144; para ello puede utilizarse una válvula de mariposa regulable antes del inyector. A continuación se termina el resto de la fase del modo de regeneración 130.
En caso de que sí se llegue al valor teórico SW2, entonces el dispositivo de control comprueba si C rm2 supera 146 un valor teórico SW2 almacenado; si se desea, esta superación solo se considera relevante cuando la superación excede un valor umbral, por ejemplo más de un 10 % con respecto al valor teórico SW2. Si se establece una superación, el dispositivo de control dispone como contramedida que, en una regeneración subsiguiente (no en la regeneración en curso), el flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW se aumente 148. A continuación se termina el resto de la fase del modo de regeneración 130.
En caso de que ambas comprobaciones 142, 146 hayan dado un resultado negativo (es decir, no se supera el valor teórico SW2 ni se queda por debajo del mismo), se termina igualmente el resto de la fase del modo de regeneración 130.
Al final de la fase del modo de regeneración 130 se prosigue con el procedimiento con la siguiente fase del modo de ablandamiento 102.
La Fig. 4 explica en un diagrama de flujo esquemático un procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua (por ejemplo, tal como se ha expuesto en la figura 1) de acuerdo con la invención en una tercera variante. Las etapas de procedimiento 100 a 116 se corresponden con las del flujo de la figura 2 (véase más arriba).
A continuación, el dispositivo de control comprueba si C rm1 no llega 160 a un tercer valor teórico SW3 almacenado; si se desea, el hecho de no llegar a este valor teórico solo se considera relevante cuando esto sucede excediendo un valor umbral, por ejemplo más de un 10 % con respecto al valor teórico SW3. Si se establece que no se llega al valor teórico, el dispositivo de control comprueba adicionalmente si también en las fases precedentes del modo de regeneración (por ejemplo, en las dos fases inmediatamente precedentes del modo de regeneración) C rm1 tampoco llegó 162 (de manera relevante) a SW3, o bien si una concentración comparativa CRM1comparativa medida con otro procedimiento distinto (por ejemplo, con un procedimiento conductométrico) para la solución de agente regenerador transportada tampoco llega 164 (de manera relevante) al valor umbral SW3. En caso afirmativo, el dispositivo de control electrónico inicia 166 medidas correctoras adecuadas, por ejemplo una prolongación del tiempo de disolución de la sal para la sal regeneradora sólida en el recipiente de reserva, o bien un rellenado de sal regeneradora sólida en el recipiente de reserva. A continuación se termina el resto de la fase del modo de regeneración 130. Se prosigue 130 igualmente con el resto de la fase del modo de regeneración, si la comprobación 160 o bien ambas comprobaciones 162, 164 dieron un resultado negativo.
Al final de la fase del modo de regeneración 130 se prosigue con el procedimiento con la siguiente fase del modo de ablandamiento 102.
La Fig. 5 muestra, para explicar la invención, en un diagrama para un modelo de una instalación de ablandamiento de agua, tiempos de succión (periodos de tiempo t1) determinados experimentalmente para succionar un volumen V1 especificado de, en este caso, 0,5 l de solución de agente regenerador a distintas concentraciones, expresadas en este caso en % de la concentración de saturación del agente regenerador. La presión de entrada pe se estableció con un manorreductor en pe = 2 bar. En el diagrama se ha dibujado en cada caso el valor promedio a partir de tres mediciones, que se reproducen en la tabla siguiente:
Tabla correspondiente a la Fig. 5: Tiempos de succión a V1 = 0,5 l, pe = 2 bar
Figure imgf000011_0001
El tiempo de succión necesario para succionar 0,5 l de solución de agente regenerador desde el recipiente de reserva aumenta a medida que aumenta la concentración de la solución de agente regenerador. La evolución es (casi) lineal, y puede servir (para el volumen V1 y la presión de entrada pe = 2 bar) como curva característica de calibración para la determinación de la concentración como función del periodo de tiempo t1 (tiempo de succión).
Obsérvese que el tiempo de succión es directamente proporcional al volumen especificado, de modo que los tiempos de succión que pueden deducirse del diagrama (dado el caso, por extrapolación) también pueden recalcularse para otros volúmenes distintos de V1 = 0,5 l, y en particular también para los volúmenes medidos.
La Fig. 6 ilustra los tiempos de succión (periodos de tiempo t1) determinados experimentalmente para succionar el volumen V1 predefinido de 0,5 l de solución de agente regenerador a diferentes concentraciones para la misma instalación de ablandamiento de agua que en la figura 5. A diferencia de la figura 5, la presión de entrada pe se estableció en este caso con un manorreductor en pe = 4 bar.
Tabla correspondiente a la Fig. 6: Tiempos de succión a V1 = 0,5 l, pe = 4 bar
Figure imgf000011_0002
También en este caso, a medida que aumenta la concentración de la solución de agente regenerador, aumenta el tiempo de succión. Los tiempos de succión son, sin embargo, en general más cortos que en la figura 5, ya que la potencia de bombeo del inyector, debido a la mayor velocidad de flujo del agua de impulsión a una presión de entrada de pe = 4 bar es mayor que a pe = 2 bar.
Una función de calibración puede estar compuesta por una pluralidad de curvas características de calibración, que se determinaron para diferentes presiones de entrada pe o presiones de agua de impulsión p1. Para una determinación de la concentración de la solución de agente regenerador a una presión de entrada pe o presión de agua de impulsión p1 determinada puede seleccionarse, entonces, una curva característica de calibración apropiada; en caso necesario también puede interpolarse entre las curvas características de calibración más próximas.
La Fig. 7 muestra un diagrama para tiempos de succión (periodos de tiempo t1) determinados experimentalmente para succionar una masa M1 predefinida de, en este caso, 0,5 kg de solución de agente regenerador a diversas concentraciones, expresadas en % de la concentración de saturación del agente regenerador para la misma instalación de ablandamiento de agua que en la figura 5. La presión de entrada pe se estableció con un manorreductor en pe = 2 bar.
Tabla correspondiente a la Fig. 7: Tiempos de succión a M1 = 0,5 kg, pe = 2 bar
Figure imgf000012_0002
Los tiempos de succión disminuyen en este caso a medida que aumenta la concentración de la solución de agente regenerador. Para una masa M1 especificada se reduce el volumen que ha de succionarse a medida que aumenta la concentración de la solución de agente regenerador, ya que a medida que aumenta la concentración también aumenta la densidad D de la solución de agente regenerador. La evolución es (casi) lineal, y puede servir (para la masa M1 y la presión de entrada pe = 2 bar) como curva característica de calibración para la determinación de la concentración como función del periodo de tiempo t1 (tiempo de succión).
Obsérvese que el tiempo de succión es directamente proporcional a la masa especificada, de modo que los tiempos de succión que pueden deducirse del diagrama (dado el caso, por extrapolación) también pueden recalcularse para otras masas distintas de M1 = 0,5 l, y en particular también para las masas medidas.
La Fig. 8 ilustra los tiempos de succión (periodos de tiempo t1) determinados experimentalmente para succionar la masa M1 predefinida de 0,5 kg de solución de agente regenerador a diferentes concentraciones para la misma instalación de ablandamiento de agua que en la figura 5. A diferencia de la figura 7, la presión de entrada pe se estableció en este caso con un manorreductor en pe = 4 bar.
Tabla correspondiente a la Fig. 8: Tiempos de succión a M1 = 0,5 kg, pe = 4 bar
Figure imgf000012_0001
Al igual que en la figura 7, a medida que aumenta la concentración de la solución de agente regenerador, disminuye el tiempo de succión. Los tiempos de succión son, sin embargo, de nuevo en general más cortos que en la figura 7, ya que la potencia de bombeo del inyector, debido a la mayor velocidad de flujo del agua de impulsión a una presión de entrada de pe = 4 bar es mayor que a pe = 2 bar.
Lista de referencias
1 instalación de ablandamiento de agua
2 entrada para agua sin tratar
3 salida para agua ablandada
4 contenedor
4a dispositivo de ablandamiento
5 resina de intercambio iónico
6 recipiente de reserva
7 sal regeneradora sólida
8 inyector
dispositivo de control electrónico
a cabezal de control
0 equipo de medición de tiempo
1 pantalla
2 manorreductor
3 caudalímetro
4 interruptor de flotador
4a nivel de líquido
5 nivel superior (antes de la succión)
6 nivel inferior (tras la succión)
7 conducto (conducto para agua de impulsión)
8 conducto (conducto de succión y rellenado)
9 conducto (conducto para solución de agente regenerador diluida C rm2) 0 válvula
1 válvula
2 salida para solución de agente regenerador
3 canal de desagüe
4 solución de agente regenerador
5 sensor de presión
6 equipo de pesaje
7 sensor de conductividad

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para el funcionamiento de una instalación de ablandamiento de agua (1), que comprende
- un dispositivo de ablandamiento (4a), que comprende en particular al menos un contenedor (4) con resina de intercambio iónico (5),
- un recipiente de reserva (6), en el que hay almacenada una solución de agente regenerador (24), estando contenida en particular en el recipiente de reserva (6) también sal regeneradora (7) sólida,
- un inyector (8), para transportar solución de agente regenerador (24) desde el recipiente de reserva (6) hasta el dispositivo de ablandamiento (4a), en donde un flujo volumétrico de agua de impulsión de agua sin tratar es alimentado desde una entrada (2) al inyector (8) y este flujo volumétrico de agua de impulsión arrastra a través de un conducto (18) solución de agente regenerador, con lo cual se obtiene en un conducto (19) un flujo volumétrico de agua mezclada, que contiene solución de agente regenerador diluida, y que se alimenta al dispositivo de ablandamiento (4a);
- un dispositivo de control electrónico (9),
en donde, en un modo de regeneración, se activa un transporte de la solución de agente regenerador (24) del recipiente de reserva (6) al dispositivo de ablandamiento (4a),
caracterizado por que,
en el modo de regeneración, al transportar la solución de agente regenerador en una etapa de transporte,
- se especifica o se mide (106) un volumen V1 o una masa M1 de solución de agente regenerador (24) transportada,
- y se especifica o se mide (108) un periodo de tiempo t1 para el transporte del volumen V1 o de la masa M1,
y por que el dispositivo de control electrónico (9), con una función de calibración almacenada, que comprende en particular una o varias curvas características de calibración almacenadas, determina (116, 118; 140) una concentración C RM1 de la solución de agente regenerador (24) transportada y/o una magnitud dependiente de la concentración de la solución de agente regenerador (24) transportada, en particular una cantidad de sal SM1 contenida en la solución de agente regenerador (24) transportada, a partir de V1 o M1 y/o a partir de t1, en donde la función de calibración aprovecha la relación entre potencia de transporte del inyector (8) y la relación de densidades de solución de agente regenerador (24) a agua de impulsión.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que, para una etapa de transporte, se especifica (106) un volumen V1 o una masa M1 de solución de agente regenerador (24) transportada, y se mide (108) un periodo de tiempo t1 para el transporte del volumen V1 o de la masa M1, y por que el dispositivo de control electrónico (9) determina (116, 118; 140) la concentración C r m 1 y/o la magnitud dependiente de la concentración a partir de t1.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la instalación de ablandamiento de agua (1) comprende un manorreductor (12), con el que está garantizada una presión de entrada pe fija de agua de impulsión en el inyector (8), y por que la función de calibración está determinada para esta presión de entrada pe.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la instalación de ablandamiento de agua (1) comprende un sensor de presión (25), con el que se determina una presión de agua de impulsión p1 antes del inyector (8), y por que el dispositivo de control electrónico (9) determina (116, 118; 140) la concentración C r m 1 o la magnitud dependiente de la concentración con la función de calibración en función de p1.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación de ablandamiento de agua (1) comprende un caudalímetro (13), con el que se determina un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW de manera directa o indirecta, y por que el dispositivo de control electrónico (9) determina (116, 118; 140) la concentración C r m 1 o la magnitud dependiente de la concentración con la función de calibración en función de V(t)TW .
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control electrónico (9) determina (118) una cantidad de sal SM1 contenida en la solución de agente regenerador (24) transportada, en particular a partir de la concentración C r m 1 y del volumen V1 o a partir de la concentración C r m 1, de la masa M1 y de una función de densidad dependiente de la concentración D(Cr m 1) de la solución de agente regenerador (24) transportada.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que un primer valor teórico SW1 para una cantidad de sal que ha de emplearse por cada regeneración del dispositivo de ablandamiento (4a) está almacenado en el dispositivo de control electrónico (9),
y por que el dispositivo de control electrónico (9), en caso de que SM1 no llegue a SW1 o en caso de que SM1 no llegue a SW1 en más de un valor umbral,
- en la regeneración en curso, en una etapa de transporte adicional, transporta (122) un volumen V2 adicional o una masa M2 adicional de solución de agente regenerador (24) del recipiente de reserva al dispositivo de ablandamiento,
- y/o aumenta (124) un volumen V1 especificado y/o una masa M1 especificada y/o un periodo de tiempo t1 especificado para regeneraciones subsiguientes,
- y/o acorta (126) la duración de un modo de ablandamiento subsiguiente con respecto a una duración estándar, que se habría aplicado de llegarse al valor teórico SW1,
y/o, en caso de que SM1 supere SW1 o de que SM1 supere SW1 en más de un valor umbral,
- reduce (134) un volumen V1 especificado y/o una masa M1 especificada y/o un periodo de tiempo t1 especificado para regeneraciones subsiguientes.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control electrónico (9) determina (140) una concentración de trabajo C r m 2 de la solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento, en particular a partir de la concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador (24) transportada, de un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW y de un flujo volumétrico de solución de agente regenerador V(t)RM .
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado por que un segundo valor teórico SW2 para una concentración de trabajo C r m 2 de solución de agente regenerador diluida en el dispositivo de ablandamiento (4a) que ha de utilizarse en la regeneración está almacenado en el dispositivo de control electrónico (9), y por que el dispositivo de control electrónico (9), en caso de que C r m 2 supere SW2 o de que C r m 2 supere SW2 en más de un valor umbral, - aumenta (148) un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)TW y/o, en caso de que C r m 2 no llegue a SW2 o de que C r m 2 no llegue a SW2 en más de un valor umbral,
- reduce (144) un flujo volumétrico de agua de impulsión V(t)m
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de control electrónico (9) determina (116) la concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador (24) transportada, por que un tercer valor teórico SW3 para una concentración C r m 1 de la solución de agente regenerador (24) que ha de utilizarse en la regeneración está almacenado en el dispositivo de control electrónico (9), y por que el dispositivo de control electrónico (9) solo adopta medidas correctoras (166) cuando
- se produce una desviación de C r m 1 de SW3 o una desviación de C r m 1 de SW3 en más de un valor umbral en varias etapas de transporte o regeneraciones consecutivas, y/o
- un valor promedio C RM1promedio de las concentraciones C r m 1 de varias etapas de transporte o regeneraciones consecutivas se desvía de SW3 o se desvía de SW3 en más de un valor umbral, y/o
- tanto una concentración comparativa C RM1comparativa de la solución de agente regenerador (24), determinada con otro procedimiento distinto al descrito en la reivindicación 1, como la concentración C r m 1 determinada según la reivindicación 1 se desvían de SW3 o se desvían de SW3 en más de un valor umbral.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación de ablandamiento de agua (1) comprende medios para especificar y/o medir el volumen V1 para una etapa de transporte, en particular un interruptor de flotador (14) y/o un borde de succión y/o un borde de rebose del recipiente de reserva (6) y/o uno o varios caudalímetros (13).
12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación de ablandamiento de agua (1) comprende medios para especificar y/o medir la masa M1, en particular un equipo de pesaje (26) para el recipiente de reserva (6).
13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación de ablandamiento de agua (1) comprende un equipo de medición de tiempo (10) y/o un temporizador.
14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que está presente, además, un sensor de conductividad (27) para determinar la conductividad de la solución de agente regenerador (24) transportada.
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