DE102015203753B4 - Method for operating a water treatment device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betrieb einer Wasserbehandlungsvorrichtung (1, 1') zum Einbau in eine waagrechte Rohrleitung (5), wobei die Wasserbehandlungsvorrichtung umfasst:
- ein Anschlussstück (2) mit einem Zulauf (3) und einem Ablauf (4) zum Anschluss an die Rohrleitung (5),
- ein Volumenstrommessgerät (10),
- ein Wasserbehandlungsgerät (7) mit einem im Betrieb nach oben gerichteten Behandlungsanschluss (23) und
- ein Verschlussorgan (11) zum Absperren des Wasserbehandlungsgerätes (7) von der Rohrleitung (5),
wobei ein Anschlusszwischenstück (6, 6') zum Verbinden des Wasserbehandlungsgeräts (7) mit dem Anschlussstück (2) vorgesehen ist, wobei das Anschlusszwischenstück (6, 6') folgende Elemente aufweist:
- einen ersten Anschluss (21) zum Anschließen des Anschlusszwischenstückes (6, 6') an das Anschlussstück (2),
- einen zweiten Anschluss (22) zum Anschließen des Wasserbehandlungsgerätes (7) an das Anschlusszwischenstück (6, 6'),
- einen Zulaufkanal (8) zum Zuführen von unbehandeltem Wasser vom Zulauf (3) in das Wasserbehandlungsgerät (7),
- einen Ablaufkanal (9) zum Abführen von behandeltem Wasser aus dem Wasserbehandlungsgerät (7) zum Ablauf (4),
- eine elektronische Steuervorrichtung (12) und einen Stellmotor (26) zum Schließen bzw. Öffnen des Verschlussorgans (11),
wobei das Volumenstrommessgerät (10) und das Verschlussorgan (11) im Zulaufkanal (8) und/oder im Ablaufkanal (9) des Anschlusszwischenstücks (6, 6') angeordnet sind und
wobei das Anschlussstück (2), das Anschlusszwischenstück (6, 6') und das Wasserbehandlungsgerät (7) im an der waagrechten Rohrleitung (5) montierten Zustand vertikal übereinander angeordnet sind,
wobei bei dem Verfahren ein Element (10, 14, 15) des Anschlusszwischenstücks (6, 6') elektrische Messsignale erzeugt und an die elektronische Steuervorrichtung (12) überträgt und die elektronische Steuervorrichtung (12) in Abhängigkeit von den empfangenen Messsignalen Steuersignale an den Stellmotor (26) überträgt, die ein Schließen oder Öffnen des Verschlussorgans (11) bewirken, wenn ein in der Steuervorrichtung (12) hinterlegter Erschöpfungsgrenzwert über- oder unterschritten wird, wobei das Erreichen des Erschöpfungsgrenzwertes die Erschöpfung einer Wasserbehandlungseinheit (20) des Wasserbehandlungsgeräts (7) oder die vollständige Füllung eines Wasserkreislaufs anzeigt,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussorgan (11) als Durchflussbegrenzer verwendet wird.
Method for operating a water treatment device (1, 1') for installation in a horizontal pipeline (5), wherein the water treatment device comprises:
- a connector (2) with an inlet (3) and an outlet (4) for connection to the pipeline (5),
- a volume flow meter (10),
- a water treatment device (7) with a treatment port (23) that is directed upwards during operation and
- a shut-off device (11) for isolating the water treatment device (7) from the pipeline (5),
wherein a connecting intermediate piece (6, 6') is provided for connecting the water treatment device (7) to the connecting piece (2), wherein the connecting intermediate piece (6, 6') has the following elements:
- a first connection (21) for connecting the connecting intermediate piece (6, 6') to the connecting piece (2),
- a second connection (22) for connecting the water treatment device (7) to the connecting intermediate piece (6, 6'),
- an inlet channel (8) for supplying untreated water from the inlet (3) into the water treatment device (7),
- a drainage channel (9) for discharging treated water from the water treatment unit (7) to the drain (4),
- an electronic control device (12) and an actuator (26) for closing or opening the locking element (11),
wherein the volume flow meter (10) and the closure device (11) are arranged in the inlet channel (8) and/or in the outlet channel (9) of the connecting intermediate piece (6, 6') and
wherein the connecting piece (2), the connecting intermediate piece (6, 6') and the water treatment device (7) are attached to the horizontal pipeline (5) are arranged vertically one above the other in the assembled state,
wherein in the method an element (10, 14, 15) of the connecting intermediate piece (6, 6') generates electrical measurement signals and transmits them to the electronic control device (12) and the electronic control device (12) transmits control signals to the actuator (26) depending on the received measurement signals, which cause the closing or opening of the closure element (11) when an exhaustion limit stored in the control device (12) is exceeded or fallen below, wherein reaching the exhaustion limit indicates the exhaustion of a water treatment unit (20) of the water treatment device (7) or the complete filling of a water circuit,
characterized in that the closure element (11) is used as a flow restrictor.
Description
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Wasserbehandlungsvorrichtung zum Einbau in eine waagrechte Rohrleitung umfassend ein Anschlussstück mit einem Zulauf und einem Ablauf zum Anschluss an die Rohrleitung, ein Volumenstrommessgerät, ein Wasserbehandlungsgerät mit einem im Betrieb nach oben gerichteten Behandlungsanschluss und ein Verschlussorgan zum Absperren des Wasserbehandlungsgerätes von der Rohrleitung.The invention relates to a method for operating a water treatment device for installation in a horizontal pipeline, comprising a connector with an inlet and an outlet for connection to the pipeline, a volume flow meter, a water treatment device with a treatment connection directed upwards during operation, and a shut-off device for isolating the water treatment device from the pipeline.
Eine Wasserbehandlungsvorrichtung zum Einbau in eine waagrechte Rohrleitung wird beispielsweise als JUDO HEIFI-REPURE 5000 von der Firma Judo Wasseraufbereitung GmbH vertrieben.A water treatment device for installation in a horizontal pipeline is, for example, sold as JUDO HEIFI-REPURE 5000 by the company Judo Wasseraufbereitung GmbH.
Zur Vorbehandlung von Wasser, welches in einen Heizungskreislauf eingefüllt werden soll, ist es bekannt Armaturen in Rohrleitungen einzubauen, die neben einem Absperrorgan und einem Wasserzähler auch eine Anschlussmöglichkeit für ein Wasserbehandlungsgerät aufweisen.For the pretreatment of water that is to be filled into a heating circuit, it is known to install fittings in pipelines that, in addition to a shut-off valve and a water meter, also have a connection option for a water treatment device.
Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH bietet eine solche Armatur unter der Bezeichnung GENO-therm® an. Für die Montage der GENO-therm® Armatur wird ein der Länge der Armatur entsprechend langes Stück der Rohrleitung ausgeschnitten und die Armatur wird an dieser Stelle in die Rohrleitung eingesetzt, so dass im eingebauten Zustand die verschiedenen Elemente (Absperrorgan, Druckmesser, Wasserzähler, Leitfähigkeitsmesser, Anschluss für Wasserbehandlungsgerät) in Richtung der Rohrleitung hintereinander angeordnet sind.Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH offers such a fitting under the name GENO- therm® . To install the GENO- therm® fitting, a section of the pipe corresponding to the length of the fitting is cut out, and the fitting is inserted into the pipe at this point. When installed, the various components (shut-off valve, pressure gauge, water meter, conductivity meter, connection for water treatment unit) are arranged sequentially along the pipe.
Auch bei der Füllwasser Entsalzungseinheit JUDO HEIFI-REPURE 5000 muss der zur Montage notwendige Ausschnitt der Rohrleitung an die Länge der Armatur angepasst werden.The cutout in the pipeline required for installation of the JUDO HEIFI-REPURE 5000 filling water desalination unit must also be adapted to the length of the fitting.
Nachteilig an bekannten Betriebsverfahren für vergleichbare Wasserbehandlungsvorrichtungen ist, dass bei Wasserbehandlungspatronen von unterschiedlicher Größe oder mit unterschiedlichen Wasserbehandlungsprozessen und einer damit verbundenen unterschiedlichen Kinetik die Gefahr besteht, dass sie entweder nicht vollständig erschöpft werden oder dass sie „überfahren“ werden und dadurch nicht optimal genutzt werden können.A disadvantage of known operating methods for comparable water treatment devices is that with water treatment cartridges of different sizes or with different water treatment processes and associated different kinetics, there is a risk that they will either not be completely exhausted or that they will be "overrun" and therefore cannot be used optimally.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb einer Wasserbehandlungsvorrichtung vorzuschlagen, welches die optimale Nutzung der Wasserbehandlungsvorrichtung ermöglicht.The object of the invention is to propose a method for operating a water treatment device which enables the optimal use of the water treatment device.
Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verschlussorgan als Durchflussbegrenzer verwendet wird.This problem is solved according to the invention by using the closure element as a flow restrictor.
Bei der Wasserbehandlungsvorrichtung ist ein Anschlusszwischenstück zum Verbinden des Wasserbehandlungsgeräts mit dem Anschlussstück vorgesehen, wobei das Anschlusszwischenstück folgende Elemente aufweist:
- - einen ersten Anschluss zum Anschließen des Anschlusszwischenstückes an das Anschlussstück,
- - einen zweiten Anschluss zum Anschließen des Wasserbehandlungsgerätes an das Anschlusszwischenstück,
- - einen Zulaufkanal zum Zuführen von unbehandeltem Wasser vom Zulauf in das Wasserbehandlungsgerät,
- - einen Ablaufkanal zum Abführen von behandeltem Wasser aus dem Wasserbehandlungsgerät zum Ablauf,
- - eine elektronische Steuervorrichtung und einen Stellmotor zum Schließen bzw. Öffnen des Verschlussorgans,
- - a first connection for connecting the connecting piece to the connecting piece,
- - a second connection for connecting the water treatment device to the connecting piece,
- - an inlet channel for supplying untreated water from the inlet into the water treatment device,
- - a drainage channel for removing treated water from the water treatment unit to the drain,
- - an electronic control device and an actuator for closing or opening the locking mechanism,
Das Wasserbehandlungsgerät, das Volumenstrommessgerät und das Verschlussorgan sind senkrecht zur Rohrleitung in Serie angeordnet, während der Zulauf und der Ablauf als rohrförmige Abschnitte des Anschlussstücks entlang der Rohrrichtung verlaufen, so dass im montierten Zustand eine vertikale Anordnung des Anschlussstücks, der verschiedenen Komponenten (Volumenstrommessgerät, Verschlussorgan, elektronische Steuervorrichtung) des Anschlusszwischenstücks und des Wasserbehandlungsgeräts erreicht wird. Die Wasserbehandlungsvorrichtung kann somit bzgl. der Rohrrichtung platzsparend montiert werden. Das Anschlusszwischenstück kann unterschiedlich ausgebildet sein, insbesondere können zusätzliche Komponenten vorgesehen sein. Aufgrund dieser Anordnung ist es möglich, unterschiedlich große (und dementsprechend mit unterschiedlich vielen oder großen Elementen ausgestattete) Anschlusszwischenstücke an dem Anschlussstück anzuschließen, ohne Veränderungen an der Rohrleitung vornehmen zu müssen. Insbesondere können auch bei enger Einbausituation große Anschlusszwischenstücke mit vielen Komponenten eingesetzt werden.The water treatment unit, flow meter, and shut-off valve are arranged in series perpendicular to the pipeline, while the inlet and outlet, as tubular sections of the connector, run parallel to the pipe. This results in a vertical arrangement of the connector, its various components (flow meter, shut-off valve, electronic control unit), and the water treatment unit when installed. This allows for space-saving installation of the water treatment unit relative to the pipe direction. The connector can be configured in various ways, and additional components can be incorporated. This arrangement makes it possible to connect connectors of different sizes (and consequently, with varying numbers or sizes of components) to the connector without requiring any modifications to the pipeline. In particular, even in confined spaces, large connectors with numerous components can be used.
Das Anschlussstück und das Anschlusszwischenstück bilden eine Wasserarmatur, an welche verschiedene Wasserbehandlungsgeräte angeschlossen werden können. Der erste und der zweite Anschluss des Anschlusszwischenstücks sind gegenüberliegend angeordnet, wobei das Wasser von oben in das Wasserbehandlungsgerät eingeleitet und ausgeleitet wird. Damit das Wasserbehandlungsgerät direkt am Anschlusszwischenstück montierbar ist und nicht über Leitungen mit dem Anschlusszwischenstück verbunden werden muss, ist der Behandlungsanschluss des Wasserbehandlungsgeräts an den zweiten Anschluss des Anschlusszwischenstücks angepasst.The connector and the connecting piece form a water fitting to which various water treatment devices can be connected. The first and second connections of the connecting piece are positioned opposite each other, with water flowing into and out of the water treatment device from above. To allow the water treatment device to be mounted directly onto the connecting piece without the need for pipes, the treatment connection of the water treatment device is adapted to the second connection of the connecting piece.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform verlaufen der Zulaufkanal und der Ablaufkanal im Anschlusszwischenstück quer, vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht, zum Zulauf und Ablauf. D.h. im an der waagrechten Rohrleitung montierten Zustand der Wasserbehandlungsvorrichtung verlaufen Zulaufkanal und Ablaufkanal also zumindest annähernd vertikal.In a preferred embodiment, the inlet channel and the outlet channel run transversely, preferably substantially perpendicularly, to the inlet and outlet in the connecting intermediate piece. That is, when the water treatment device is mounted on the horizontal pipeline, the inlet channel and the outlet channel run at least approximately vertically.
Vorzugsweise weist das Anschlusszwischenstück eine Verschneidevorrichtung zum Mischen von behandeltem und unbehandeltem Wasser auf.Preferably, the connecting piece has a blending device for mixing treated and untreated water.
Bei einer weiteren Ausführungsform weist das Anschlussstück mindestens ein Entlüftungsventil auf.In another embodiment, the connector has at least one vent valve.
Bei einer Weiterbildung dieser Ausführungsform sind ein Entlüftungsventil im Bereich des behandelten Wassers und ein weiteres Entlüftungsventil im Bereich des unbehandelten Wassers angeordnet.In a further development of this embodiment, a vent valve is arranged in the area of the treated water and another vent valve is arranged in the area of the untreated water.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Entlüftungsventil als Probenhahn zur Entnahme von Wasserproben ausgebildet.Preferably, at least one vent valve is designed as a sampling tap for taking water samples.
Eine nach VDI 2035 empfohlene Behandlung für Füllwasser für einen Heizungskreislauf ist die Entsalzung. Da bei Erschöpfung einer Entsalzungspatrone die Leitfähigkeit des behandelten Wassers steigt, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Anschlusszwischenstück mindestens einen Leitfähigkeitssensor aufweist. Mit dem Leitfähigkeitssensor kann also die Erschöpfung der Entsalzungspatrone detektiert werden. Der Leitfähigkeitssensor ist daher vorzugsweise im Ablaufkanal angeordnet, in dem das behandelte Wasser fließt, so dass die Qualität der Wasserbehandlung vom Leitfähigkeitssensor erfasst werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Leitfähigkeitssensor im Zulaufkanal angeordnet sein, so dass die Rohwasserqualität bestimmt werden und damit bei bekannter Kapazität des angeschlossenen Wasserbehandlungsgerätes die maximal behandelbare Wassermenge berechnet werden kann.One treatment recommended according to VDI 2035 for the fill water of a heating circuit is demineralization. Since the conductivity of the treated water increases when a demineralization cartridge is exhausted, it is particularly advantageous if the connecting piece has at least one conductivity sensor. The conductivity sensor can thus detect when the demineralization cartridge is exhausted. The conductivity sensor is therefore preferably located in the drain channel, in The treated water flows through the pipe so that the conductivity sensor can measure the quality of the water treatment. Alternatively or additionally, the conductivity sensor can be located in the inlet channel so that the raw water quality can be determined and, given the known capacity of the connected water treatment unit, the maximum treatable water volume can be calculated.
Vorzugsweise weist das Anschlusszwischenstück einen Drucksensor auf, der in Fließrichtung des Wassers hinter dem Verschlussorgan angeordnet ist. Der Drucksensor kann also entweder im Zulaufkanal zwischen dem Verschlussorgan und dem zweiten Anschluss oder im Ablaufkanal zwischen dem Verschlussorgan und dem ersten Anschluss angeordnet sein. Das Verschlussorgan kann in Abhängigkeit vom Druckabfall bzw. von der Dauer eines Druckabfalls geschlossen bzw. geöffnet werden: Bei Detektion eines permanenten hohen Druckabfalls (z.B. aufgrund einer Leckage) wird das Verschlussorgan geschlossen. Bei einem geringen Druckabfall (z.B. aufgrund geringer Wasserverluste in einem Heizungskreislauf) hingegen wird Wasser nachgespeist. Das Verschlussorgan wird in diesem Fall so lange geöffnet, bis ein vorgegebener Druck erreicht ist. Danach wird das Verschlussorgan wieder geschlossen.Preferably, the connecting piece has a pressure sensor located downstream of the shut-off device in the direction of water flow. The pressure sensor can therefore be located either in the inlet channel between the shut-off device and the second connection or in the outlet channel between the shut-off device and the first connection. The shut-off device can be opened or closed depending on the pressure drop and its duration: Upon detection of a sustained high pressure drop (e.g., due to a leak), the shut-off device closes. Conversely, in the case of a low pressure drop (e.g., due to minor water losses in a heating circuit), water is added. In this case, the shut-off device remains open until a predetermined pressure is reached, after which it closes again.
Für eine einfache Montage des Wasserbehandlungsgeräts an das Anschlusszwischenstück ist es vorteilhaft, dass der zweite Anschluss des Anschlusszwischenstücks zum Anschließen des Wasserbehandlungsgerätes als Flansch mit Gewindeanschluss ausgebildet ist. Das Wasserbehandlungsgerät ist dann vorzugsweise als eine mit einem Wasserbehandlungsmittel gefüllte Patrone mit passendem Gegengewinde ausgestaltet. Die Patrone kann somit auf einfache Weise an das Anschlusszwischenstück angeschraubt werden.For easy installation of the water treatment device onto the connecting piece, it is advantageous that the second connection of the connecting piece is designed as a threaded flange for attaching the water treatment device. The water treatment device is then preferably designed as a cartridge filled with a water treatment agent and featuring a matching threaded connection. The cartridge can thus be easily screwed onto the connecting piece.
Vorzugsweise ist das Wasserbehandlungsgerät eine mit Ionenaustauscherharz gefüllte Patrone. Dabei kann es sich um eine Entsalzungspatrone mit einem Mischbett (Anionen- und Kationentauscher) oder um eine Enthärtungspatrone mit einem Kationenaustauscher handeln.Preferably, the water treatment device is a cartridge filled with ion exchange resin. This can be a demineralization cartridge with a mixed bed (anion and cation exchanger) or a softening cartridge with a cation exchanger.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Anschlusszwischenstück einen Sensor zur Erkennung eines angeschlossenen Wasserbehandlungsgerätes, insbesondere zur Erkennung der Art und der Kapazität des Wasserbehandlungsgeräte, umfasst. Mittels des Sensors kann automatisch erkannt werden, dass ein Wasserbehandlungsgerät und vorzugsweise auch welche Art und Größe von Wasserbehandlungsgerät angeschlossen ist (beispielsweise eine Entsalzungs- oder Enthärtungspatrone). Bei dem Sensor kann es sich beispielweise um ein RFID-Lesegerät handeln. Das Wasserbehandlungsgerät ist dann entsprechend mit einem RFID-Chip ausgestattet.It is particularly advantageous if the connecting piece includes a sensor for detecting a connected water treatment device, especially for identifying the type and capacity of the device. The sensor can automatically detect that a water treatment device is connected and preferably also determine its type and size (for example, a demineralization or softening cartridge). The sensor could, for example, be an RFID reader. The water treatment device would then be equipped with an RFID chip.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Wasserbehandlungsvorrichtung umfasst das Anschlusszwischenstück mehrere Module, die im an der waagrechten Rohrleitung montierten Zustand vertikal übereinander angeordnet sind. Ein Modul kann beispielsweise eine Verschneidevorrichtung oder einen Drucksensor aufweisen, die nur bei Bedarf eingebaut werden. Durch den modularen Aufbau ist das Anschlusszwischenstück einfach erweiterbar und an die jeweiligen örtlichen Anforderungen anpassbar. Insbesondere ist ein späteres Nachrüsten problemlos und einfach möglich. In a particularly preferred embodiment of the water treatment device, the connecting piece comprises several modules that are arranged vertically one above the other when mounted on the horizontal pipeline. A module can, for example, include a blending device or a pressure sensor, which are installed only when needed. Due to its modular design, the connecting piece can be easily expanded and adapted to specific local requirements. In particular, subsequent retrofitting is straightforward and simple.
Vorzugsweise weist das Anschlussstück zwei Überwurfverschraubungen zum Verbinden des Zulaufs und des Ablaufs mit der Rohrleitung auf. Dies ermöglicht eine einfache Montage, was insbesondere für einen mobilen Einsatz der Wasserbehandlungsvorrichtung vorteilhaft ist, z.B. für Wasserbehandlungen, die einmalig oder nur selten durchgeführt werden müssen (z.B. das Befüllen einer Heizungsanlage etc.).Preferably, the connector has two union nuts for connecting the inlet and outlet to the pipeline. This allows for easy installation, which is particularly advantageous for mobile use of the water treatment device, e.g., for water treatments that only need to be carried out once or infrequently (e.g., filling a heating system, etc.).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Zulaufkanal oder der Ablaufkanal als zentraler Kanal und der jeweils andere Kanal als ein den zentralen Kanal umgebender Ringkanal ausgebildet. Die Ausführung der Kanäle als zentraler Kanal und Ringkanal ermöglicht eine platzsparende, schmale Ausführung des Anschlusszwischenstücks. Vorzugsweise verläuft der zentrale Kanal zumindest annähernd geradlinig.In a preferred embodiment, the inlet channel or the outlet channel is designed as a central channel, and the other channel is configured as an annular channel surrounding the central channel. Designing the channels as a central channel and annular channel allows for a space-saving, narrow design of the connecting piece. Preferably, the central channel runs at least approximately in a straight line.
Für einen mobilen Einsatz der Wasserbehandlungsvorrichtung ist es vorteilhaft, wenn am Anschlussstück ein Tragegriff angeordnet ist.For mobile use of the water treatment device, it is advantageous if a carrying handle is provided on the connection piece.
Die Wasserbehandlungsvorrichtung wird vorzugsweise in einer Zulaufleitung für einen Wasserkreislauf verwendet, insbesondere für die Behandlung von Füll- und Ergänzungswasser im Vorlauf eines Heizungskreislaufs.The water treatment device is preferably used in a supply line for a water circuit, in particular for the treatment of filling and make-up water in the flow line of a heating circuit.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb einer oben beschriebenen Wasserbehandlungsvorrichtung erzeugt ein Element des Anschlusszwischenstücks elektrische Messsignale und überträgt diese an die elektronische Steuervorrichtung. Die elektronische Steuervorrichtung überträgt in Abhängigkeit von den empfangenen Messsignalen Steuersignale an den Stellmotor, die ein Schließen oder Öffnen des Verschlussorgans bewirken, wenn ein in der Steuervorrichtung hinterlegter Erschöpfungsgrenzwert über- oder unterschritten wird, wobei das Erreichen des Erschöpfungsgrenzwertes die Erschöpfung einer Wasserbehandlungseinheit des Wasserbehandlungsgeräts oder die vollständige Füllung eines Wasserkreislaufs anzeigt. Als Erschöpfungsgrenzwert können Grenzwerte für verschiedene Steuerungsparameter (z.B. Druck, Wassermenge, Leitfähigkeit) verwendet werden, also bspw. ein Druck-, ein Wassermengen- oder ein Leitfähigkeitsgrenzwert. Im Falle eines zu befüllenden Wasserkreislaufs kann zusätzlich als Grenzwert das Volumen des Wasserkreislaufs verwendet werden, um das Verschlussorgan zu schließen, sobald der Wasserkreislauf komplett gefüllt ist.In the inventive method for operating a water treatment device described above, an element of the connecting piece generates electrical measurement signals and transmits them to the electronic control device. Depending on the received measurement signals, the electronic control device transmits control signals to the actuator, which cause the closure element to close or open when an exhaustion limit stored in the control device is exceeded or fallen below, whereby reaching the exhaustion limit indicates the exhaustion of a water treatment process. The unit of the water treatment device or the complete filling of a water circuit indicates the exhaustion limit. Limits for various control parameters (e.g., pressure, water volume, conductivity) can be used as exhaustion limits, for example, a pressure limit, a water volume limit, or a conductivity limit. In the case of a water circuit being filled, the volume of the water circuit can also be used as a limit to close the shut-off valve once the water circuit is completely full.
Bei einer Variante erzeugt das Volumenstrommessgerät elektrische Messsignale in Abhängigkeit vom Volumenstrom und überträgt diese an die elektronische Steuervorrichtung, wobei die elektronische Steuervorrichtung in Abhängigkeit von den empfangenen Messsignalen Steuersignale an den Stellmotor überträgt, die ein Schließen des Verschlussorgans bewirken, wenn als Erschöpfungsgrenzwert ein in der Steuervorrichtung hinterlegter erster Durchfluss-Grenzwert überschritten wird, wobei als erster Durchfluss-Grenzwert die Kapazität des Wasserbehandlungsgeräts verwendet wird. Der Wasserfluss wird somit gestoppt, wenn die Wasserbehandlungseinheit des Wasserbehandlungsgerätes erschöpft ist. Vorzugsweise wird der Durchfluss-Grenzwert in Abhängigkeit von der Wasserqualität des zu behandelten Wassers gewählt oder automatisch von der Steuervorrichtung eingestellt.In one variant, the flow meter generates electrical measurement signals depending on the flow rate and transmits these to the electronic control device. Based on the received measurement signals, the electronic control device transmits control signals to the actuator, which closes the shut-off valve when a first flow limit stored in the control device is exceeded. This first flow limit is the capacity of the water treatment unit. The water flow is thus stopped when the water treatment unit is exhausted. Preferably, the flow limit is selected based on the water quality of the water being treated or is set automatically by the control device.
Bei einer anderen Variante ist die Wasserbehandlungsvorrichtung einem Wasserkreislauf vorgeschaltet und für die Befüllung des Wasserkreislaufes wird als Erschöpfungsgrenzwert ein zweiter Durchfluss-Grenzwert und für die Nachspeisung des Wasserkreislaufes als Erschöpfungsgrenzwert ein dritter Durchfluss-Grenzwert in der elektronischen Steuervorrichtung verwendet, wobei der zweite Durchfluss-Grenzwert größer ist als der dritte Durchfluss-Grenzwert. Wird z.B. ein Heizungskreislauf komplett neu befüllt, so wird eine erhebliche Wassermenge benötigt. Der entsprechende zweite Durchfluss-Grenzwert toleriert eine größere Wassermenge, die ununterbrochen behandelt werden darf. Wird dagegen bei einem bereits befüllten Heizungskreislauf Wasser nachgespeist, um kleinere Wasserverluste auszugleichen, so wird ein kleinerer (dritter) Durchfluss-Grenzwert für eine ununterbrochene Wasserbehandlung verwendet. In diesem Fall würden größere Füllmengen auf eine Leckage hindeuten.In another variant, the water treatment device is installed upstream of a water circuit. For filling the circuit, a second flow rate limit is used as the exhaustion limit, and for refilling the circuit, a third flow rate limit is used as the exhaustion limit in the electronic control device. The second flow rate limit is higher than the third. For example, if a heating circuit is completely refilled, a considerable amount of water is required. The corresponding second flow rate limit allows for a larger volume of water to be treated continuously. Conversely, if water is added to an already filled heating circuit to compensate for minor water losses, a lower (third) flow rate limit is used for continuous water treatment. In this case, larger fill volumes would indicate a leak.
Bei einer weiteren Variante erzeugt der Leitfähigkeitssensor elektrische Messsignale in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des behandelten Wassers und überträgt diese an die elektronische Steuervorrichtung, wobei die elektronische Steuervorrichtung in Abhängigkeit von den empfangenen Messsignalen Steuersignale an den Stellmotor überträgt, die ein Schließen des Verschlussorgans bewirken, wenn als Erschöpfungsgrenzwert ein in der Steuervorrichtung hinterlegter Leitfähigkeits-Grenzwert überschritten wird. Durch das Schließen des Verschlussorgans bei Überschreitung des Leitfähigkeits-Grenzwertes kann eine unzureichende Behandlung des Wassers aufgrund der Erschöpfung des Wasserbehandlungsgerätes vermieden werden.In another variant, the conductivity sensor generates electrical measurement signals depending on the conductivity of the treated water and transmits these to the electronic control unit. Based on the received measurement signals, the electronic control unit then transmits control signals to the actuator, which closes the shut-off valve when a conductivity limit stored in the control unit is exceeded. Closing the shut-off valve when the conductivity limit is exceeded prevents inadequate water treatment due to the water treatment unit becoming exhausted.
Eine andere Variante sieht vor, dass der Drucksensor elektrische Messsignale in Abhängigkeit von dem Druck in einem der Wasserbehandlungsvorrichtung nachgeschalteten Wasserkreislauf erfasst und an die elektronische Steuervorrichtung elektrische Messsignale überträgt und dass die elektronische Steuervorrichtung in Abhängigkeit von den empfangenen Messsignalen Steuersignale an den Stellmotor überträgt, die ein Schließen des Verschlussorgans bewirken, wenn als Erschöpfungsgrenzwert ein in der Steuervorrichtung hinterlegter oberer Druck-Grenzwert überschritten wird oder ein Öffnen des Verschlussorgans bewirken, wenn ein in der Steuervorrichtung hinterlegter unterer Druck-Grenzwert unterschritten wird. Auf diese Weise kann dafür gesorgt werden, dass bei Druckabfall durch geringe Wasserverluste in einem Kreislauf Wasser nachgespeist wird bis der Druck wieder einen Sollwert erreicht, während im Falle einer Leckage (wiederholter Druckabfall trotz Nachspeisung) das Verschlussorgan geschlossen wird.Another variant involves the pressure sensor detecting electrical signals based on the pressure in a water circuit downstream of the water treatment device and transmitting these signals to the electronic control unit. Based on these signals, the electronic control unit then sends control signals to the actuator. These signals close the valve when an upper pressure limit stored in the control unit is exceeded, or open the valve when a lower pressure limit stored in the control unit is undershot. This ensures that if the pressure drops due to minor water losses in a circuit, water is replenished until the pressure reaches the setpoint again. Conversely, in the event of a leak (repeated pressure drops despite replenishment), the valve closes.
Vorzugsweise sind verschiedenen Wasserbehandlungsgeräten verschiedene Erschöpfungsgrenzwerte für verschiedene Steuerungsparameter zugeordnet und in der Steuervorrichtung hinterlegt, wobei der Sensor zur Erkennung eines angeschlossenen Wasserbehandlungsgerätes Informationen bezüglich des angeschlossenen Wasserbehandlungsgeräts an die Steuervorrichtung überträgt und die dem angeschlossenen Wasserbehandlungsgerät zugeordneten Erschöpfungsgrenzwerte für die Abgabe der Steuersignale zum Schließen oder Öffnen des Verschlussorgans freigegeben werden. Der Sensor erkennt Art und Größe des Wasserbehandlungsgeräts. Wird beispielsweise erkannt, dass eine Entsalzungspatrone am Anschlusszwischenstück angeschlossen ist, so können als Steuerungsparameter Leitfähigkeit und/oder Wassermenge dienen. Der Leitfähigkeitssensor wird in diesem Fall aktiviert. Sobald ein in der Steuerung hinterlegter Leitfähigkeitsgrenzwert bzw. Wassermengengrenzwert erreicht wird, wird die Wasserbehandlung abgebrochen indem das Verschlussorgan schließt. So wird vermieden, dass ungenügend behandeltes Wasser in die nachfolgende Installation, z.B. in den Heizungskreislauf strömt.Preferably, different exhaustion limits for various control parameters are assigned to different water treatment devices and stored in the control unit. The sensor detects a connected water treatment device by transmitting information about it to the control unit, and the exhaustion limits assigned to the connected water treatment device are then used to trigger the control signals for closing or opening the shut-off valve. The sensor detects the type and size of the water treatment device. For example, if it detects that a demineralization cartridge is connected to the adapter, conductivity and/or water volume can serve as control parameters. In this case, the conductivity sensor is activated. As soon as a conductivity limit or water volume limit stored in the control unit is reached, the water treatment is terminated by closing the shut-off valve. This prevents insufficiently treated water from flowing into the downstream installation, e.g., the heating circuit.
Darüber hinaus können auch Grenzwerte bzgl. des maximalen aktuellen Volumenstroms und der maximalen Dauer einer ununterbrochenen Wasserentnahme in der Steuervorrichtung hinterlegt sein und zur Steuerung des Verschlussorganes verwendet werden.Furthermore, limit values regarding the maximum current flow rate and the maximum duration of continuous water withdrawal may also be stored in the control device. and are used to control the closure mechanism.
Erfindungsgemäß wird das Verschlussorgan der Wasserbehandlungsvorrichtung als Durchflussbegrenzer verwendet, d.h. neben dem vollständigen Öffnen und Schließen des Verschlussorgans kann das Verschlussorgan den Volumenstrom auch lediglich reduzieren, ohne ihn komplett zu stoppen. Dafür kann das Verschlussorgan beispielsweise als Kugelventil ausgebildet sein. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn Wasserbehandlungspatronen von unterschiedlicher Größe oder mit unterschiedlichen Wasserbehandlungsprozessen und einer damit verbundenen unterschiedlichen Kinetik mit der Wasserbehandlungsvorrichtung verwendet werden sollen, da je nach Patronengröße einer Entkalkungs- bzw. Entsalzungspatrone unterschiedliche max. Durchflüsse erlaubt sind (je kleiner das Wasserbehandlungsgerät desto kleiner der erlaubte maximale Durchfluss). Auf diese Weise kann vermieden werden, dass ein Wasserbehandlungsgerät „überfahren“ wird.According to the invention, the closure element of the water treatment device is used as a flow restrictor; that is, in addition to fully opening and closing the closure element, it can also merely reduce the flow rate without completely stopping it. For this purpose, the closure element can, for example, be designed as a ball valve. This is particularly advantageous when water treatment cartridges of different sizes or with different water treatment processes and associated different kinetics are to be used with the water treatment device, since different maximum flow rates are permitted depending on the cartridge size of a descaling or demineralization cartridge (the smaller the water treatment device, the smaller the permissible maximum flow rate). In this way, it can be avoided that a water treatment device is "overloaded".
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchfluss mittels des Verschlussorgans reduziert wird, sobald ein erster Drosselungsgrenzwert erreicht wird, wobei insbesondere das Erreichen des ersten Drosselungsgrenzwerts das Unterschreiten der Restkapazität der Wasserbehandlungseinheit von vorzugsweise 10% - 30% der Gesamtkapazität der Wasserbehandlungseinheit, insbesondere von 20% der Gesamtkapazität der Wasserbehandlungseinheit anzeigt. Dadurch wird eine bessere Ausnutzung der Kapazität des Wasserbehandlungsgeräts ermöglicht. Vorzugsweise wird der Durchfluss um 50% - 70% gegenüber dem Durchfluss im Normalbetrieb reduziert.It is particularly advantageous if the flow rate is reduced by means of the shut-off device as soon as a first throttling limit is reached, wherein reaching the first throttling limit indicates that the residual capacity of the water treatment unit has fallen below preferably 10% to 30% of the total capacity of the water treatment unit, and more specifically below 20% of the total capacity of the water treatment unit. This allows for better utilization of the water treatment unit's capacity. Preferably, the flow rate is reduced by 50% to 70% compared to the flow rate during normal operation.
Darüber hinaus kann es auch vorteilhaft sein, dass das Verschlussorgan kurzzeitig geschlossen wird, sobald ein zweiter Drosselungsgrenzwert erreicht wird, wobei insbesondere das Erreichen des zweiten Drosselungsgrenzwerts das Unterschreiten der Restkapazität der Wasserbehandlungseinheit von vorzugsweise 10% - 30% der Gesamtkapazität der Wasserbehandlungseinheit, insbesondere von 20% der Gesamtkapazität der Wasserbehandlungseinheit anzeigt. Durch das kurzzeitige Schließen des Verschlussorgans wird eine längere Kontaktzeit des zu behandelnden Wassers mit der Wasserbehandlungseinheit bewirkt, was zur Freisetzung von Restkapazitäten führt. Vorzugsweise wird das Verschlussorgan 1 Minute bis mehrere Minuten geschlossen.Furthermore, it can also be advantageous for the shut-off device to close briefly as soon as a second throttling limit is reached, wherein reaching the second throttling limit, in particular, indicates that the residual capacity of the water treatment unit has fallen below preferably 10% to 30% of the total capacity of the water treatment unit, and more specifically, below 20% of the total capacity of the water treatment unit. The brief closure of the shut-off device results in a longer contact time between the water to be treated and the water treatment unit, which leads to the release of residual capacity. Preferably, the shut-off device is closed for 1 minute to several minutes.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawing. Likewise, the features mentioned above and those described in more detail below can each be used individually or in any combination according to the invention. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but rather serve as examples for illustrating the invention.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung und ZeichnungDetailed description of the invention and drawing
-
1 zeigt eine Wasserbehandlungsvorrichtung mit Druck- und Leitfähigkeitssensor und geöffneter Verschneidevorrichtung.1 shows a water treatment device with pressure and conductivity sensor and open blending device. -
2 zeigt eine Wasserbehandlungsvorrichtung mit Druck- und Leitfähigkeitssensor und geschlossener Verschneidevorrichtung.2 shows a water treatment device with pressure and conductivity sensor and closed blending device. -
3 zeigt eine um 90° gedrehte Darstellung der Wasserbehandlungsvorrichtung aus1 und2 .3 shows a representation of the water treatment device rotated by 90°1 and2 . -
4 zeigt eine Wasserbehandlungsvorrichtung mit Tragegriff.4 shows a water treatment device with a carrying handle.
Ein Ringkanal 8 und ein zentraler Kanal 9 durchlaufen das Anschlusszwischenstück 6, wobei der Ringkanal 8 den zentralen Kanal 9 (hier: konzentrisch) umgibt. Im vorliegenden Fall dient der Ringkanal 8 als Zulaufkanal, über den unbehandeltes Wasser vom Zulauf 3 zu dem Wasserbehandlungsgerät 7 geleitet wird, und der zentrale Kanal 9 dient als Ablaufkanal, über den behandeltes Wasser vom Wasserbehandlungsgerät 7 zum Ablauf 4 geleitet wird.An annular channel 8 and a central channel 9 pass through the connecting piece 6, with the annular channel 8 surrounding the central channel 9 (here: concentrically). In this case, the annular channel 8 serves as an inlet channel through which untreated water is conveyed from the inlet 3 to the water treatment unit 7, and the central channel 9 serves as an outlet channel through which treated water is conveyed from the water treatment unit 7 to the outlet 4.
Das Anschlusszwischenstück 6 weist ein Verschlussorgan 11 mit einem Stellmotor 26 auf, mit dem der zentrale Kanal 9 und somit der Zufluss aus der Rohrleitung 5 abgesperrt werden kann. Darüber hinaus sind im Anschlusszwischenstück 6 verschiedenen Mess- und Steuereinrichtungen angeordnet, die zur Überwachung und Steuerung der Wasserbehandlung dienen. In der in
In der elektronischen Steuervorrichtung 12 sind für verschiedene Steuerungsparameter (Druck, Leitfähigkeit, Wassermenge, aktueller Durchfluss) Grenzwerte hinterlegt, deren Überschreiten bzw. Unterschreiten ein Schließen bzw. Öffnen des Verschlussorgans bewirken. Erfindungsgemäß handelt es sich bei diesen Grenzwerten um Erschöpfungs-Grenzwerte. Erschöpfungs-Grenzwerte im Sinne dieser Erfindung sind Grenzwerte von Steuerungsparametern, die eine Erschöpfung des Wasserbehandlungsgeräts 7 bzw. der Wasserbehandlungseinheit 20 des Wasserbehandlungsgeräts 7 oder eine vollständige Füllung eines Wasserkreislaufs anzeigen. Für unterschiedliche Wasserbehandlungseinheiten 20 können unterschiedliche Erschöpfungs-Grenzwerte zur Steuerung des Verschlussorgans 11 verwendet werden, wobei sich die Erschöpfungs-Grenzwerte sowohl bezüglich des Steuerungsparameters als auch bzgl. der Höhe des Grenzwertes unterscheiden können. Mittels eines Sensors 25 (hier: am Anschlusszwischenstück 6) kann Art und Größe des am Anschlusszwischenstück 6 montierten Wasserbehandlungsgeräts 7 erkannt werden. Der Sensor 25 übermittelt diese Information an die Steuervorrichtung 12, welche dann die zuvor für das entsprechende Wasserbehandlungsgerät 7 hinterlegten Steuerungsparameter und Erschöpfungs-Grenzwerte für die folgende Steuerung auswählt und gegebenenfalls die zur Ermittlung der entsprechenden Steuerungsparameter notwendigen Messeinrichtungen aktiviert. Befinden sich die Werte der ausgewählten Steuerungsparameter (Druck, aktueller Volumenstrom, Wassermenge, Leitfähigkeit) unterhalb der ausgewählten Erschöpfungs-Grenzwerte wird das Verschlussorgan geöffnet bzw. offen gehalten, währen bei Überschreitung eines der Erschöpfungs-Grenzwerte das Verschlussorgan geschlossen bzw. geschlossen gehalten wird.The electronic control device 12 contains limit values for various control parameters (pressure, conductivity, water quantity, current flow rate), the exceeding or falling below of which causes the closure element to close or open, respectively. According to the invention, these limit values are exhaustion limits. Exhaustion limits within the meaning of this invention are limit values of control parameters that indicate exhaustion of the water treatment device 7 or the water treatment unit 20 of the water treatment device 7, or a complete filling of a water circuit. Different exhaustion limits can be used for different water treatment units 20 to control the closure element 11, whereby the exhaustion limits can differ both with respect to the control parameter and with respect to the value of the limit value. The type and size of the water treatment device 7 mounted on the connection piece 6 can be detected by means of a sensor 25 (here: on the connecting piece 6). Sensor 25 transmits this information to control unit 12, which then selects the previously stored control parameters and exhaustion limits for the corresponding water treatment unit 7 for the subsequent control operation and, if necessary, activates the measuring devices required to determine the corresponding control parameters. If the values of the selected control parameters (pressure, current flow rate, water quantity, conductivity) are below the selected exhaustion limits, the shut-off device is opened or held open, while if one of the exhaustion limits is exceeded, the shut-off device is closed or held closed.
Sämtliche zur Steuerung des Verschlussorgans 11 notwendigen Messeinheiten senkrecht zur Rohrleitungsrichtung (also vertikal) innerhalb des Anschlusszwischenstücks 6 angeordnet, wobei das Anschlusszwischenstück 6 im vorliegenden Fall modular aufgebaut ist. Ein erstes Modul 6a umfasst die Verschneidevorrichtung 13 mit einem Bypass 16 sowie einem Gewindeanschluss 17 zum Anschließen des Wasserbehandlungsgeräts 7, welches einen entsprechenden nach oben gerichteten Behandlungsanschluss 23 aufweist. Ein zweites Modul 6b umfasst das Volumenstrommessgerät 10, das Verschlussorgan 11 sowie die elektronische Steuervorrichtung 12. Ein drittes Modul 6c umfasst den Leitfähigkeitssensor 14 sowie den Drucksensor 15. Die Module 6a-c werden so miteinander verbunden, dass der Ringkanal 8 und der zentrale Kanal 9 durch alle Module 6a-c hindurch senkrecht zur Rohrleitung 5 verlaufen. Je nach Anwendung können verschiedenen Module hinzugefügt oder weggelassen werden. In
Durch die vertikale Anordnung der für die Überwachung der Wasserbehandlung und Steuerung des Verschlussorgans notwendigen Elemente innerhalb des Anschlusszwischenstücks 6 kann unabhängig von der Art und Anzahl der eingebauten Elemente das gleiche Anschlussstück 2 zum Anschließen an die Rohrleitung 5 verwendet werden. Dies wird insbesondere beim Vergleich der beiden in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1, 1'1, 1'
- WasserbehandlungsvorrichtungWater treatment device
- 22
- Anschlussstückconnector
- 33
- ZulaufInflow
- 44
- AblaufSequence
- 55
- RohrleitungPipeline
- 6, 6'6.6'
- AnschlusszwischenstückConnecting piece
- 6a-c6a-c
- Module des AnschlusszwischenstücksModules of the connecting piece
- 77
- WasserbehandlungsgerätWater treatment device
- 88
- Ringkanal (hier: Zulaufkanal für unbehandeltes Wasser)Ring channel (here: inlet channel for untreated water)
- 99
- zentraler Kanal (hier: Ablaufkanal für behandeltes Wasser)central channel (here: drainage channel for treated water)
- 1010
- VolumenstrommessgerätVolume flow meter
- 1111
- VerschlussorganClosure device
- 1212
- elektronische Steuervorrichtungelectronic control device
- 1313
- VerschneidevorrichtungCutting device
- 1414
- LeitfähigkeitssensorConductivity sensor
- 1515
- Drucksensorpressure sensor
- 1616
- Bypass der VerschneidevorrichtungBypass of the cutting device
- 1717
- Gewindeanschluss für WasserbehandlungsgerätThreaded connection for water treatment device
- 18a, b18a, b
- ÜberwurfverschraubungUnion nut
- 19a, b19a, b
- Entlüftungsventile, ProbehähneVent valves, sampling taps
- 2020
- Wasserbehandlungseinheit des WasserbehandlungsgerätsWater treatment unit of the water treatment device
- 2121
- erster Anschluss des Anschlusszwischenstücksfirst connection of the connecting piece
- 2222
- zweiter Anschluss des Anschlusszwischenstückssecond connection of the connecting piece
- 2323
- Behandlungsanschluss des WasserbehandlungsgerätsTreatment connection of the water treatment unit
- 2424
- Tragegriffcarrying handle
- 2525
- Sensor zur Erkennung des WasserbehandlungsgerätsSensor for detecting the water treatment device
- 2626
- Stellmotoractuator
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