AT409261B - Einrichtung zur physikalischen behandlung von trinkwasser - Google Patents

Description

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 :schen Zusatzstoffe - es ist ein   chemiefreies" Verfahren-und   keine Energie, da die zur Bildung notwendige Energie in der Übersättigung der kalkhaltigen wässrigen Lösung gespeichert ist. Der nachträgliche Einbau einer Zirkulationsleitung mit einer Zirkulationspumpe erhöht den Investitionsaufwand und der Betrieb der Zirkulation verursacht Betriebskosten. Diese Umstände wirken sich insbesondere bel kleinen Anlagen besonders nachteilig auf die Entscheidung des Kunden für die Technologie aus. Bei Schichtspeichern ist zudem eine Zirkulation über den Speicher problemtisch. 



   Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Wasserbehandlungseinheit so in die Trinkwasserinstallation zu integrieren, dass sie keinen zusätzlichen Platz- und Energiebedarf schafft und eine optimale Wasserbehandlung ermöglicht. 



   Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die eigentliche Behandlungseinheit im Inneren eines Warmwasserbereiters angeordnet ist. 



   Somit wird gemäss der Erfindung der wasserbehandelnde Stoff, vorzugsweise das Katalysatorgranulat, in einer technischen   flüssigkeitsgefüllten   Anlage direkt in den Bereich, wo   z. B.   die Kalkprobleme auftreten, integriert. Je nach Ausführung der Anlage sind dazu angepasste technische Ausführungen für das Behältnis des wasserbehandeinden Stoffes, vorzugsweise des Granulates notwendig. Die technische Anlage selbst ist bestimmungsgemäss nicht alleine zur Aufnahme des wasserbehandeinden Stoffes, vorzugsweise des Katalysatorgranulates, vorgesehen und erfüllt einen anderen technisch notwendigen Zweck. Dies kann   z. B.   die Bevorratung (Speicherung, Bufferung) einer Flüssigkeit, insbesondere Speichern von Warmwasser (Energiespeicherung) für einen späteren Verbrauch sein.

   Alternativ kann die technische Anlage jedoch auch der Erwärmung der Flüssigkeit, der Weiterleitung der Flüssigkeit oder der Kombination aus den genannten Funktionen dienen. Durch den Einbau einer erfindungsgemässen Wasserbehandlungseinheit, welche den wasserbehandelnden Stoff, vorzugsweise das Katalysatorgranulat, beinhaltet, kann   z. B.   die Kalksteinbildung verhindert werden. Wesentliche Merkmale dieser Vorrichtung sind, dass sie selbst nicht geeignet ist, die Funktion der Wassererwärmung und Speicherung zur Verfügung zu stellen und dass sie der Aufnahme des wasserbehandelnden Stoffes, vorzugsweise des Katalysatorgranulates, dient.

   Darüber hinaus weist sie eine leichte Durchströmbarkeit auf, sodass aufgrund der durch die Erwärmung einsetzenden Konvektionsströmung der wasserbehandelnde Stoff, vorzugsweise das Katalysatorgranulat, ausreichend durchströmt werden kann, und die schützenden Kalkkristalle im gesamten Speicher verteilt werden können. 



   Dies ist ökologisch und ökonomisch am günstigsten, da das Katalysatorgranulat an geeigneter Position direkt in dem jeweiligen Warmwasserbereiter integriert ist. Geeignete Positionen sind Orte im Warmwasserbereiter, die im Normalbetrieb des Warmwasserbereiters hinreichend warm sind und die von der Wärmekonvektion im Warmwasserbereiter optimal erfasst werden. Der entscheidende Vorteil dieser Einsatzweise ist, dass man sich die zusätzliche Installation von eigenständigen Wasserbehandlungsgeräten, welche eine druckfeste Kartusche mit   Strömungsführungselementen,   Anschlussarmaturen, Thermoisolation und Steuerelektronik beinhaltet, erspart. 



   Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Warmwasserbereiter ein Boiler und die Behandlungseinheit so angeordnet ist, dass sie von auf vorzugsweise mindestens   50 C   erwärmten Wasser durchströmt wird, das vom Heizelement aufgeheizt worden ist. Hierbei ist es verfahrensgemäss des weiteren günstig, dass die Behandlungseinheit in unmittelbarer   Nähe-vorzugsweise   oberhalb - des Heizelementes angeordnet ist. Diese erfindungsgemässen Ausbildungsformen ermöglichen eine besonders effiziente Anordnung der erfindungsgemässen Behandlungseinheit In Warmwasserbereitern. In diesem Anwendungsfall ist die erfindungsgemässe Einrichtung für Warmwasserbereiter vorgesehen, welche mindestens ein Volumen von 5 Litern, vorzugsweise mindestens ein Volumen von 20 Litern umfassen. 



   Die erfindungsgemässe Einrichtung kann auch dahingehend ausgebildet sein, dass sie in Warmwasserbereitern, wie z. B. Wassersiedern oder Kaffeemaschinen eingesetzt werden kann und dort   z. B.   eine Verkalkung des Warmwasserbereiters effizient verhindert. 



   Eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform sieht vor, dass der wasserbehandelnde Stoff, vorzugsweise das Katalysatorgranulat, in einen geeigneten Behälter (Wände aus Filtergewebe) gefüllt wird und in einer Waschmaschine einfach in die Laugentrommel montiert werden kann. Aufgrund der Trommelbewegung kann das Granulat mehrfach vom Waschwasser durchströmt werden und Im Fall der Kalkbehandlung gut mit Kalkkristallen angereichert werden. Neben dem 

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 Schutz des Heizstabes wirken sich die Kalkkristalle hierbei auch in einer möglichen Reduktion des Waschmittels positiv auf den gesamten Waschprozess aus. 



   Eine besonders bevorzugte Ausbildungsform der erfindungsgemässen Einrichtung sieht vor, dass die Behandlungseinheit eine Einheit zur Verminderung der Kalksteinbildung ist. Hierbei sieht eine Variante vor, dass Kristallisationskeime in das umgebende Wasser von der erfindungsgemä- ssen Einrichtung abgegeben werden. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist besonders hervorzuheben, dass der wasserbehandelnde Stoff der   Behandlungseinnchtung - vorzugsweise   das Katalysatorgranulat - sich nicht verbraucht. 



   Darüber hinaus sieht eine bevorzugte Ausführungsvariante vor, dass der wasserbehandelnde Stoff der Behandlungseinrichtung, vorzugsweise das Katalysatorgranulat, regenerierbar ist. 



   Eine mögliche erfindungsgemässe Ausführungsform besteht darin, dass der vorzugsweise gra-   nulatförmig   vorhandene wasserbehandelnde Stoff ein schwachsaures lonentauschermaterial, vorzugsweise in der Ca-Form ist. Ein solches lonentauschermaterial sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur   Überführung   eines vorzugsweise schwachsauren lonentauschermaterials von der H-Form in die Ca-Form ist aus dem österreichischen Patent AT 407 843 B bekannt. 



   Zur Anwendung der erfindungsgemässen Einrichtung müssen für viele verschiedene Warmwasserbereiter individuelle Lösungen gesucht werden. Dabei empfiehlt es sich mit den Herstellern der anderweitigen Aufgaben dienenden Wasserbereitungsapparaturen diesbezüglich Absprachen zu treffen (OEM). 



   Weitere Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Dabei zeigen :
Fig. 1 bis 5 verschiedene erfindungsgemässe   Ausführungsvananten   der Integration einer Be- handlungseinheit in einem Boiler,
Fig. 6 eine erfindungsgemässe Integration einer Behandlungseinheit in eine Kaffeema- schine. 



   Fig. 1 zeigt die Integration einer Wasserbehandlungseinheit in einem wandhängenden Boiler 8 mit Elektroheizung 2. Das Kaltwasser strömt durch den Kaltwassereinlass 1 in das Innere 7 des Boi-   lers   8. Das Katalysatorgranulat 5 wird vorzugsweise in einem ringzylindrischen Behältnis 6 eingeschlossen, dessen Wände aus einem Filtergewebe oder einer Schlitz- bzw. Lochmaske ausgebildet sind. Die Dicke des Ringzylinders 6 sollte 1 cm nicht übersteigen, um den Wassertransport durch das Katalysatorgranulat nicht zu behindern. Den Ringzylinder 6 befestigt man am besten auf dem Heizflansch 9 in einer Weise, dass die Heizkörper 4 vom Ringzylinder umschlossen werden. Alternativ lässt sich der Ringzylinder 6 mittels Schellen an die im Boiler 8 vorhandene Warmwasserentnahmeleitung 3 anklemmen (die Heizkörper umgebend oder unmittelbar oberhalb der Heizkörper). 



   Fig. 2 zeigt eine Variante, bei der die Wasserbehandlungseinheit 11 als Strömungsrohr oberhalb der Elektroheizkörper 4 ausgebildet ist. Während der Heizphasen tritt kaltes Wasser durch die Eintrittsöffnungen 10 am unteren Ende des Strömungsrohres 11 ein und wird an den Heizelementen 4 erwärmt und steigt dann über das Granulatbett nach oben. Durch die Konvektionswalze wird das Wasser vermischt und wieder nach unten gedrückt, sodass das zu behandelnde Wasser mehrmals am Katalysatorgranulat 5 vorbeiströmt. 



   Fig. 3 und 4 zeigen analoge Ausführungsbeispiele für handelsübliche Standboilervarianten mit innenliegenden Wärmetauschern. 



   Fig. 5 zeigt den Einsatz von Katalysatorgranulat 5 in einem Speicher mit einem spiralförmigen Wärmeaustauscher. Für diese Situation empfiehlt sich das Einhängen eines speziellen Filterkorbes 12 mit Katalysatorgranulat 5 in den Bereich zwischen den Heizleitungen. Der Filterkorb 12 lässt sich beispielsweise wiederum als Ringzylinder ausführen. 



   Zusammenfassend zeigen die Fig. 1 bis 5 unterschiedliche Ausführungen von Behältern zur Aufnahme des wasserbehandeinden Stoffes, vorzugsweise des Katalysatorgranulates, welche im Speicher-Warmwasserbereiter eingebaut werden. Der eigentliche Zweck der technischen Anlage ist die Erwärmung und Speicherung des Warmwassers. Bei kalkhaltigem Wasser treten dabei Kalkablagerungen auf, die zu technischen Problemen und bis zur Gebrauchsuntauglichkeit führen. 



   In Fig. 6 wird eine erfindungsgemässe Lösung für die Massenware Kaffeemaschine mit Katalysatortechnologie gezeigt. Hier   integnert   man das Katalysatorgranulat 5 direkt In die Heizung. Bei den meisten Kaffeemaschinen ist die Heizung ausgeführt in Form eines aussengeheizten (geboge- 

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 nen) Rohres 14. Für die meisten gängigen Kaffeemaschinen genügen ca. 10   ml   Katalysatorgranulat 5 eingefüllt in dieses Heizungsrohr 14. Das Granulat 5 wird mittels eines Filterstückes 13 am Wassereintritt und Wasseraustritt des Rohres vom Austritt abgehalten. 



   Die in Fig. 6 gezeigte erfindungsgemässe Lösung für eine Kaffeemaschine ist nur ein Beispiel für die Anwendung der erfindungsgemässen Behandlungseinheit in einem Durchlauferhitzer. Analog kann ein Plattenwärmeaustauscher auf der Brauchwasserseite mit dem Katalysatorgranulat gefüllt werden. Der eigentliche Zweck des Durchlauferhitzers ist die Erwärmung der Flüssigkeit und deren Weiterleitung. Dazu muss der Durchlauferhitzer oder der Plattenwärmeaustauscher eine ausreichende Heizleistung aufweisen, um den geforderten Warmwasserbedarf in der geforderten Zeit zur Verfügung zu stellen. Der Zweck der Heizleistung ist also nicht wie   z.

   B.   bei der Fig. 1 aus der Patentschrift EP 0 970 919 A1 die Erwärmung des Wasservolumens und damit des Katalysatorgranulates innerhalb des Durchlauferhitzers zum Zwecke der thermischen Desinfektion, auch wenn dies ein angenehmer Nebeneffekt ist. 



   Die technische Ausführung verlangt gewisse notwendige Adaption am Durchlauferhitzer oder Plattenwärmetauscher, um den   wasserbehandelnden   Stoff, vorzugsweise das Katalysatorgranulat, in dem dafür vorgesehenen Bereich zu halten. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Einrichtung zur physikalischen Behandlung von Trinkwasser, vorzugsweise mit einem ka- talytisch wirkenden lonentauscherharz (5), dadurch gekennzeichnet, dass die eigentliche
Behandlungseinheit im Inneren eines Warmwasserbereiters angeordnet ist.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmwasserbereiter ein Boiler (8) und die Behandlungseinheit so angeordnet ist, dass sie von auf vorzugsweise mindestens 50 C erwärmten Wasser durchströmt wird, das vom Heizelement (4) aufge- heizt worden ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungseinheit in unmittelbarer Nähe-vorzugsweise oberhalb-des Heizelementes (4) angeordnet ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Warmwasserbereiter ein Wassersieder oder eine Kaffeemaschine oder eine Waschmaschine ist.

   5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Warm- wasserbereiter mindestens ein Volumen von 5 Litern, vorzugsweise mindestens ein Volu- men von 20 Litern umfasst.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Behand- lungseinheit eine Entkalkungseinheit ist.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Kristal- lisationskeime in das umgebende Wasser abgibt.

   8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wasser- behandelnde Stoff (5) der Behandlungseinheit, vorzugsweise das Katalysatorgranulat, regenerierbar ist.

   9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugs- weise granulatförmig vorhandene, wasserbehandelnde Stoff (5) ein schwachsaures lonen- tauschermaterial, vorzugsweise der CA-Form, ist.