DE3506042A1 - Steuerung fuer auch nur teilentladene wasseraufbereitungsanlagen mit mess- und oder pruefstellen fuer das wasser und oder die austauschermasse zur anpassung der regelmaessigen regenerationen an den jeweiligen erschoepfungsgrad der gesamt-austauschermasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung zum regelmäßigen Rege­ nerieren von auch nur teilbeladenen Wasseraufbereitunganla­ gen, die eine Austauschermasse in einem Aufbereitungsbehälter und ein Regeneriermittel in einem Vorratsbehälter umfassen bei welchem entweder zuerst Regeneriermittel von unten nach oben durch die Austauschermasse hindurchgeführt nachfolgend die Aus­ tauschermasse mit Brauchwasser in gleicher Strömungsrichtung langsam nachgewaschen, dann kräftig rückgespült oder zuerst kräftig von unten nach oben rückgespült und dann Regenerier­ mittel von unten nach oben, oder von oben nach unten durch die Austauschermasse hindurchgeführt und nachfolgend wiederum mit Brauchwasser in jeweils gleicher Strömungsrichtung langsam nachgewaschen, anschließend entweder an das Rückspülen oder das Regeneriermittel-Einbringen wird in jedem Fall von oben nach unten Schnellgewaschen und im Aufbereitungsbetrieb Roh­ wasser von oben nach unten geführt.

Bei einer derartigen Steuerung die, um eine Verkeimung der Austauschermasse zu vermeiden, regelmäßig eine Regeneration einleiten und steuern muß ist es, um unnötigen Salzverbrauch aus Kosten und Umweltgründen zu vermeiden erforderlich die Menge des einzubringenden Regeneriermittels auf den Erschöpf­ ungsgrad der Gesamt-Austauschermasse der Wasseraufbereitungs­ anlagen abzustimmen.

Derartige Steuerungen sind vorwiegend bekannt als reine Zeit­ steuerungen, also eigentlich sog. regelmäßige Steuerungen. Mengen abhängige Steuerungen mit einem Wasserzähler mit Reed- Kontakt und hierzu einem Impulszähler, diese Steuerungen lei­ ten die Regeneration in Abhängigkeit von der verbrauchten Weichwassermenge ein. Reine Qualitäts-Steuerungen bei denen ein Testomat-Gerät laufend die gewünschte Wasserqualität mit dem durch Prüfung von in festgelegten Zeitabständen entnommen­ en Wasserproben festgestellten Ist-Wert vergleicht. Reine Qualitätssteuerungen werden auch mit Härtefühlern die mit Quellharz arbeiten ausgeführt. Als neue­ ste Entwicklung ist die sog. partielle Besalzung bekannt; hier handelt es sich um eine regelmäßige Steuerung die ent­ sprechend dem Erschöpfungsgrad der Austauschermasse Regenerier­ mittel zur Verfügung stellt; diese wird dadurch erreicht, daß für jede regelmäßig, vorzugsweise jeden dritten Tag eingeleitete Regeneration immer nur soviel Salzsole gelöst worden ist, wie für die jeweilige Regeneration tatsächlich benötigt wird. Je 100 Ltr. verbrauchten Weichwassers wird immer, entsprechend den Härtegrad des Rohwassers ein entsprechendes Volumen Lö­ sungswasser in den Regeneriermittel-Vorratsbehälter einge­ bracht.

Die angeführten bekannten Lösungen zeigen in der vorstehenden Reihenfolge angeführt gewisse Mängel bzw. Ungenauigkeiten:
Die reine, regelmäßige Zeitsteuerung berücksichtigt nicht den tatsächlichen Weichwasserverbrauch, stellt aber für jede Rege­ neration die gleiche, einmal festgelegte Menge an Regenerier­ mittel zur Verfügung. Die Wasserzählersteuerung regeneriert nachdem die der Kapazität der Wasseraufbereitungsanlage ent­ sprechende Menge an Weichwasser entnommen worden ist und stellt dann genau das der vollerschöpften Anlage entsprechende Volu­ men an Regeneriermittel für jede Regeneration zur Verfügung. Sofort wenn das Austauscherharz des Enthärters erschöpft ist, erfolgt eine Regeneration; dies bringt den Nachteil mit sich, daß, da ja die eingestellte zu erreichende Wassermenge nur z. Zt. der Wasserentnahme erreicht werden kann unter Tags, wäh­ rend der jeweiligen Regeneration kein Weichwasser zur Verfü­ gung steht. Die neueren Verkeimumgs-Vorschriften für Enthärter fordern mindestens alle drei Tage aus Hygiene-Gründen eine Re­ generationi; hierdurch werden die eigentlichen Vorteile einer Wasserzählersteuerung und die einer reinen Qualitätssteuerung ohne Nachtaufschubsch. weit über vorstehend angeführten Nach­ teil hinaus eingeschränkt. In die Steuerungen sind sogenannte Zeitvorrangschaltungen eingebaut, die bewirken, daß spätestens nach drei Tagen eine Regeneration erfolgt. Dies bedeutet, war nach drei Tagen der tatsächliche und ja auch genau festgestell­ te und im sog. Computer auch genau regestrierte Weichwasserver­ brauch nur ein Ein- oder Zweitagesbedarf, so wird die noch vor­ handene Rest-Kapazität nicht berücksichtigt und Regeneriermit­ tel wie für eine voll erschöpfte Anlage erforderlich zugeführt. Die sogenannte partielle Besalzung hat alle vorstehend ange­ führten Nachteile nicht. Ein Schwachpunkt könnte sein, daß die Anlage einige male hintereinander doch nicht voll regene­ riert wurde und dies auf Grund des Systems unbemerkt bleibt. Grund hierfür könnte schwankende Rohwasserqualität vom Wa. We. sein. Falls die Lösungswasser-Bereitstellung pro 100 Ltr. Durchfluß von Weichwasser über ein dem Rohwasserhärtegrad entsprechend eingestelltes Zeitrelais, das ein Magnetventil mit einer Durch­ fluß-Konstanthalte-Blende ansteuert geringfügige Abweichungen haben sollte wird dieser Fehler nie mehr von selbst korrigiert, das heißt die Fehlermenge summiert sich. Alle bekannten Steuer­ ungen regenerieren grundsätzlich mit ein und derselben maximal erforderlichen Langsamwasch-Wasser-Menge.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Steuerung für eine auch nur teilbeladene Wasseraufbereitungsanlage so aufzubauen, daß mit einfachen Mitteln das zur Verfügung gestellte Volumen an Regeneriermittel immer genau dem Erschöpfungsgrad des Gesamt- Volumens der Austauschermasse der Anlage entspricht und die Zumessung auf jede Regeneration neu abgestimmt wird.

Diese Aufgabe wird erfindunggemäß dadurch gelöst, daß bei den einzelnen regelmäßigen Regenerationen die Regeneriermit­ tel-Zufuhr unterbunden wird, wenn dessen erforderliche Menge dem jeweiligen Erschöpfungszustand der Austauschermasse ent­ spricht. Zu diesem Zweck ist in die Leitung von und zum Rege­ neriermittel-Vorratsbehälter ein Magnetventil eingebaut.

Bei voll erschöpften Anlagen, ohne jegliche Restkapazität wird das gesamte im Regeneriermittel-Vorratsbehälter befindliche Regeneriermittel abgesaugt und das Fußventil des Salzlöseven­ tiles schließt die Regeneriermittel-Absauglei­ tung und leitet so den Langsamwaschvorgang ein. Das Fußventil, das Bestandteil des Salzlöseventiles ist wird trotz des Magnet­ ventiles beibehalten um in jedem Fall ein Ansaugen von Luft zu vermeiden. Ein Salzlöseventil mit Schwimmer zum Schließen der Rückfüllung ist unbedingt erforderlich um ein Überlaufen des Regeneriermittel-Vorratsbehälters zu vermeiden.

Die Ansteuerung dieses Magnetventiles erfolgt auf Grund der Überwachung der Wasser-Qualität, des Spülwassers, das während der Regeneriermittel-Zufuhr, dem Besalzen, die während des Be­ triebes aufgenommen vom Ionenaustauscherharz abgegebenen Här­ tebildner über den Spülwasseranschluß des Zentralsteuerven­ tiles in den Kanal leitet. Fließt hier nur noch unverbrauch­ tes Regeneriermittel und Injektor-Treibwasser ist das Harzbett des Aufbereitungsbehälters voll regeneriert und kann keine Na-Ionen mehr aufnehmen.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird das Magnet­ ventil in der Leitung von und zum Regeneriermittel-Vorratsbe­ hälter dadurch ersetzt, daß das Zentralsteuerventil der Was­ seraufbereitungsanlage über eine zusätzliche Ventil-Position Langsamwaschen verfügt; das Umschalten bzw. Anfahren dieser Ventil-Position wird genau so ausgelöst wie je nach Ausbil­ dung der Erfindung die Ansteuerung vorstehend angeführten Mag­ netventiles erfolgt. Wenn das Zentralsteuerventil in der Lang­ samwasch-Position ist, bekommt der Injektor des Ventiles nicht genügend Treibwasser und saugt somit nicht mehr, die Sole-Zu­ fuhr in den Aufbereitungsbehälter ist unterbrochen.

Anstelle der Leitwert-Messung ist nach einer weiteren Ausbil­ dung der Erfindung eine Quellharz-Meßstelle, die mechanisch einen Mikroschalter betätigt der wahlweise direkt das Magnet­ ventil betätigt und bei der Zentralsteuerausführung mit Lang­ samwasch-Position in der Besalzungs-Position Spannung an den Positionierungs-Mikro-Wechselschalter des Zentralsteuerven­ tiles gibt und dieses so in die Langsam-Position bringt.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Geber für die Steuerung der Unterbindung der Regeneriermittel-Zufuhr zum Aufbereitungsbehälter nicht im Kanalwasser sondern prüft die oberste Harzschicht im Aufbereitungsbehälter, ist diese voll regeneriert erfolgt die Abgabe des Steuerimpulses. Die Meß­ stelle, der Geber ist Quellharz, nach einer weiteren Ausbil­ dung der Erfindung ein Sensor.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird auch die Menge des Langsamwasch-Wassers an den Erschöpfungsgrad der Ge­ samt-Austauschermasse angepaßt.

Andere Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuerungen sind in weiteren Ansprüchen definiert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und weitere Ausgestal­ tungen sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben:

Fig. 1 Ganz schematisch einen Aufbereitungsbehälter mit Aus­ tauschermasse, Zentralsteuerventil, mit zentral ange­ ordnetem Steigrohr, das das Wasser von der Aufberei­ tungsbehälter-Unterseite zu dem Zentralsteuerventil führt und die Bauteile für die Steuerung.

Fig. 2 Zeigt ein Zentralsteuerventil in Schieber-Ausführung in den Positionen: Rückspülen, Besalzen, Schnell­ waschen.

Fig. 1 umfaßt eine Wasserenthärtungsanlage, einen Druckbe­ hälter (1) als Aufbereitungsbehälter, in den eine Austauscher­ masse (2) eingefüllt ist. Am Kopfende des Druckbehälters (1) ist ein Zentralsteuerventil (3) angeordnet, das Anschlüsse für eine Roh-(Hart)-Wasser-Leitung (4), eine Brauch-(Weich)-Wasser- Leitung (5), eine Regeneriermittel-Leitung (6), eine nicht dar­ gestellten Zugang zum oberen Bereich des Druckbehälters (1) und eine Anschlußleitung (7) zu dem unteren Bereich des Druckbe­ hälters (1) aufweist. Den Regeneriermittel-Vorratsbehälter (9), in dem das Regeneriermittel (8) ist.

• 10 den Spülwasserabgang des Zentralsteuerventiles (3)
  11 den Leitwert-Fühler
  12 das Magnetventil
  13 den Injektor, die Wasserstrahlpumpe des Zentalsteuerventi­ les (3)
  14 die Kanal-Leitung
  15 den Kanal
  16 das Salzlöseventil
  17 das Fußventil des Salzlöseventiles

Claims (12)

1. Steuerung zum regelmäßigen Regnerieren von auch nur teil­ beladenen Wasseraufbereitungsanlagen, die eine Austauscher­ masse (2) in einem Aufbereitungsbehälter (1) und ein Regene­ riermittel (8) in einem Vorratsbehälter (9) umfassen, bei welchen zuerst Regeneriermittel (8) von unten nach oben durch die Austauschermasse (2) hindurchgeführt, nachfolgend die Austauschermasse (2) mit Brauchwasser in gleicher Strö­ mungsrichtung langsam nachgewaschen, dann kräftig rückge­ spült, anschließend von oben nach unten schnellgewaschen und im Aufbereitungsbetrieb Rohwasser von oben nach unten geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei den einzel­ nen zeitlich regelmäßigen Regenerationen die Zufuhr des Regeneriermittels (8) unterbunden wird, wenn alle Harzkörner der im Aufbereitungsbehälter (1) befindlichen Austauscher­ masse (2) besalzt sind.

2. Steuerung zum regelmäßigen Regenerieren von auch nur teil­ beladenen Wasseraufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeich­ net, daß in die Anlage Meß- und oder Prüfstellen für das Wasser eingebracht sind, die als Geber für die Abschaltung der Regeneriermittel (8) -Zufuhr nach erfolgter ordnungsge­ mäßer Besalzung dienen.

3. Steuerung zum regelmäßigen Regenerieren von auch nur teil­ beladenen Wasseraufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Austauschermasse (2) Meß- und oder Prüfstellen eingebracht sind die als Geber für die Abschaltung der Re­ generiermittel (8) -Zufuhr nach erfolgter ordnungsgemäßer Besalzung dienen.

4. Steuerung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein in den Spülwasseranschluß (10) des Zentralsteuer­ ventiles (3) eingebrachter Leitwert-Fühler (11) zwischen der Leitfähigkeit (Mikro Siemens) des Spülwassers, das die während des Betriebes aufgenommenen vom Ionenaustauscher­ harz (2) abgegebenen Härtebildner über den Spülwasseran­ schluß (10) in den Kanal (15) leitet und dem Regeneriermit­ tel (8), 25%iger Kochsalzlösung vermischt mit dem Injektor (13) -Treibwasser in etwa im Verhältnis 1 : 1, also 12,5%iger Kochsalzlösung unterscheidet. Wenn das Regeneriermittel (8), die 12,5%ige Kochsalzlösung die restlichen noch verbliebe­ nen Ca- und Mg-Ionen in dem sich im Austauscherbehälter (1) über dem Harzbett (2) bildenden Raum in den Kanal (15) ge­ trieben (Kolbeneffekt) hat, also nur noch 12,5%ige Koch­ salzlösung in den Kanal (15) fließt, wird durch einen durch die Elektronik der Gesamt-Zentralsteuerventil (3) -Steuerung entsprechend verstärkten Impuls, ausgelöst durch die Leit­ fähigkeits-Meßstelle (11) die Absaugung des Regeneriermit­ tels (8) unterbunden; der Langsamwasch-Vorgang beginnt.

5. Steuerung zum regelmäßigen Regenerieren von auch nur teil­ beladenen Wasseraufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Meßstelle gemäß Anspruch 3 ein Sensor ist, der vorzugsweise im obersten Bereich des Harzbettes einge­ bracht ist.

6. Steuerung zum regelmäßigen Regenerieren von auch nur teil­ beladenen Wasseraufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeich­ net, daß die Meßstelle gemäß Anspruch 2, 3 Quellharz, das vorzugsweise im obersten Bereich des Harzbettes (2) einge­ bracht ist. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Quellharz-Prüfstelle in den im Austauscherbehälter (1) über dem Harzbett (2) sich bildenden Raum, nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Quellharz-Prüf­ stelle in die Spülwasser-Kanalleitung (14) eingebracht und betätigt direkt, mechanisch einen Mirkoschalter.

7. Steuerung zum regelmäßigen Regenerieren von auch nur teil­ beladenen Wasseraufbereitungsanlagen gemäß einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Regeneriermittel (8) Vorratsbehälter (9) Absaugleitung (6) ein Magnetventil (12) eingebracht ist. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist das Magnetventil (12) durch ein Membranventil ersetzt. Das Magnetventil (12) wird gemäß einem der Ansprüche 2-6 angesteuert und fällt nach Be­ endigung des Langsamwasch-Vorganges, wenn das Zentral­ steuerventil (3) entsprechend dem in die Gesamt-Zentral­ steuerventil (3) -Steuerung eingegebenen Programmablaufes in die Schnellwasch-Position gebracht wird, wieder ab. Bei voll erschöpften Anlagen, ohne jegliche Restkapazität wird das gesamte im Regeneriermittel-Vorratsbehälter (9) befind­ liche Regeneriermittel (8) abgesaugt und das Fußventil (17) des Salzlöseventiles (16) schließt die Regene­ riermittel (8) Absaugleitung (6) und leitet so den Langsam-Waschvor­ gang ein. Das Fußventil (17) das Bestandteil des Salzlöse­ ventiles (16) ist wird trotz des Magnetventiles (12) beibe­ halten um in jedem Fall ein Ansaugen von Luft zu vermeiden. Ein Salzlöseventil (16) mit Schwimmer zum Schließen der Rückfüllung ist unbedingt erforderlich um ein Überlaufen des Regeneriermittel-Vorratsbehälters (9) zu vermeiden.

8. Zentralsteuerventil (3) zur regelmäßigen Regeneration von auch nur teilbeladenen Wasseraufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß dieses zu den bekannten Zentralsteuer­ ventil-Positionen: Betrieb, Rückspülen, Besalzen und Schnellwaschen zwischen den beiden letztgenannten eine fünfte Ventil-Position Langsamwaschen beinhaltet; dieser Vorgang kann dann auch auf diese Weise vor dem Schließen des Fußventiles (17) des Salzlöseventiles (16) im Regenerier­ mittel (8) -Vorratsbehälter (9) eingeleitet werden. Die Um­ schaltung bzw. das Anfahren o. g. Zentralsteuerventil (3) - Position Langsamwaschen erfolgt nicht durch Stromzuführung auf den Positionierungs-Wechselmikroschalter am Ventil von der Gesamtventilsteuerung, die den programmierten Programm­ ablauf der Regeneration vorgibt, sondern verstärkt über die Elektronik vom Leitwert-Meßfühler (11) im Spülwasser­ anschluß (10) des Zentralsteuerventiles (3). Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung unverstärkt direkt über den gemäß Anspruch 6 vom Quellharz-Geber betätigten Mi­ kroschalter, oder gemäß den Ansprüchen 2, 3 und 5.

9. Zentralsteuerventil in Schieberausführung zum regelmäß­ igen Regenerieren von auch nur teilbeladenen Wasserauf­ bereitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Ventilposition gemäß Anspruch 8 zwischen den Ventilposi­ tionen Besalzen und Schnellwaschen liegt (Fig. 2); beim Fahren des Ventiles vom Besalzen in die Schnellwasch-Posi­ tion taucht die oberste Dichtscheibe nur geringfügig, ein­ stellbar über die den Positionierungs-Mikroschalter des Zentralsteuerventiles (3) betätigte Kurvenscheibe aus; die Kurvenscheibe bzw. Nockenscheibe ist für diese, neue, fünfte Ventil-Position justierbar ausgeführt.

10. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum re­ gelmäßigen Regenerieren von auch nur teilbeladenen Was­ seraufbereitungsanlagen, die eine Austauschermasse (2) in einem Aufbereitungsbehälter (1) und ein Regeneriermittel (8) in einem Vorratsbehälter (9) umfassen, dadurch gekennzeich­ net, daß zuerst kräftig von unten nach oben rückgespült und erst anschließend Regeneriermittel (8) von unten nach oben durch die Austauschermasse (2) hindurchgeführt, nach­ folgend die Austauschermasse (2) mit Brauchwasser in gleicher Strömungsrichtung langsam nachgewaschen, dann von oben nach unten schnellgewaschen und im Aufbereitungs­ betrieb Rohwasser von oben nach unten geführt wird.

11. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum re­ gelmäßigen Regenerieren von auch nur teilbeladenen Was­ seraufbereitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Regene­ riermittel (8) von oben nach unten die Austauscher­ masse (2) hindurchgeführt wird.

12. Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur das zugeführte Volumen an Regeneriermittel sondern auch entsprechend der Anlage, umgerechnet im sog. Computer der Gesamtsteuerung des Zen­ tralsteuerventiles die Dauer des Langsamwaschvorganges und die des, wie Stand der Technik, Schnellwaschvorganges an den jeweiligen Erschöpfungsgrad der Gesamt-Austauschermasse an­ gepaßt sind. Die Umschaltung bzw. das Anfahren und das Be­ enden des Schnellwaschvorganges erfolgt somit hier auch nicht, wie gemäß Anspruch 8, durch Stromzuführung auf den Positionierungs-Wechselmikroschalter am Ventil von einem vorprogrammierten Regenerations-Ablauf sondern indirekt auch über die Meß- und oder Prüfstellen im Wasser und oder der Austauschermasse.