专利名称：运行具有两个校准特征线的水软化装置的方法和相关的水软化装置的制作方法
运行具有两个校准特征线的水软化装置的方法和相关的水
软化装置
背景技术：
本发明涉及运行水软化装置的方法，所述水软化装置具有包含离子交换树脂的离 子交换设备、用于提供再生剂溶液以使离子交换树脂再生的储存容器、掺混设备、以及至少 一个流量计，其中流向水软化装置的原水的体积流在水软化装置之前或在水软化 装置中被分为第一分流和第二分流，将第一分流经由离子交换树脂引导并将经软化的分流 V (t)分流！软水掺混到输送原水的第二分流V (t)分流2原水中，由此，在水软化装置中或在水软化装置之后形成掺混水的流出体积流V(t) mm,其中经由所述掺混设备可调节在掺混水的流出体积流V(t) _ 中的第一分流和 第二分流的比例，其中所述方法具有如下步骤-借助导电性传感器测定原水的导电性，并由此采用储存在电子控制单元中的校 准特征线测定原水的总硬度，-采用所述至少一个流量计直接或间接地测定第一分流V(t) ^mm7li,由EP 0 900 765 Bl已知一种这样的方法。水软化装置用于各种应用领域中，如果出于技术上的原因或出于舒适方面的原因 需要经软化的或经部分软化的水。在软化时，按照离子交换方法将在水中含有的硬化剂 钙-和镁-离子交换成钠-离子。这借助负载有钠离子的树脂(离子交换树脂)进行。在 耗尽时必须用盐水使所述树脂再生，以便使其重新可以使用。离子交换树脂的耗尽并且必须进行再生的时间点取决于水软化装置的额定容量， 取决于水质(也就是原水硬度)并取决于水消耗量。主要的问题在于，不取决于水质自动 地且可靠地测定正确的时间点。如果过早地开始再生过程，则盐消耗增加并且由此环境负 担增加，在过迟地开始再生的情况下，则硬度突破界限。测定水软化设备的再生时间点的方法例如由DE 19841568 Al是已知的。在该文 献中在软化之前和软化之后测量电导率并由此确定电导率差。但是在该方法中不利的是， 电导率在钙-钠-交换时仅仅微小地变化，并且由此决定仅仅能够不精确地测定再生时间 点。在该文献中，再生过程还可在已经发生不完全软化时才开启，也就是硬度已经开始突破 界限。在公开文本US 6 814 872 B2中描述了用于控制软化器的再生过程的设备和方 法。为此借助导电性传感器或者离子选择性电极以及水表测定待软化的水的水硬度和体 积，并且将信号输送到电子控制器中。通过将到目前为止从水中去除的总硬度与水软化器 的容量对比而测得再生时间点。但是，离子选择性电极非常容易出故障并且需要定期的维 护。此外，这样的电极是昂贵的出于技术上或经济上的原因，经常需要或期望仅仅部分软化的水。如果在下游的 管道设施中不再可能形成保护层，则完全软化的水可能引起腐蚀问题。此外，在完全软化时 软化剂的容量会迅速耗尽，并且必须提早对其进行再生。这造成高的盐消耗量并由此造成高成本。为了进行部分软化需要用于将经软化的水(也称作纯水或软水的设备)与原水混 合的设备(掺混设备)。通常期望的是，调节并控制在所述掺混水中的水硬度，所述掺混水 是经软化的水与原水的混合物。EP 0 900 765 Bl描述了根据离子交换原理、具有掺混设备的水软化的设备。为了 控制离子交换器的再生过程和原水与纯水的掺混过程，借助电导率传感器测定流入的原水 硬度。此外，可以使用用于纯水和原水的流量计以及在离子交换器材料中额外的导电率传 感器，它们的信号由电子评估单元和调节单元处理。但是，这些已知的设备由于所需电极的 巨大数目，在构造上是非常复杂的并因此是昂贵的。此外，采用这些设备调节掺混水的硬度 是非常不精确的。本发明的目的本发明的目的在于，提出一种开头所述类型的方法，采用该方法不仅可以高度精 确地且廉价地确定离子交换树脂再生的时间点，而且可以调节出掺混水硬度。本发明的简述该目的通过开头提到的类型的方法实现，其特征在于，借助第一校准特征线，由测得的导电性导出用于控制离子交换树脂的再生过程的 原水的总硬度I，并且借助第二校准特征线，由测得的导电性导出用于控制掺混设备的原水的总硬 度II。为了准确地控制再生和掺混，必须确定流入的原水的水硬度。但是，电导率或者导 电性仅仅有条件地与水硬度成比例，也就是与水的钙含量和镁含量成比例。更确切地说，电 导率是累计参数，其涵盖所有溶于水中的离子。在特定的导电性下实际存在的水硬度可在 多个。dH范围内波动。如果由电导率测定的水硬度大于实际的水硬度，则再生过程过早地 开始，这造成盐消耗量增加，而如果计算出的水硬度小于实际的水硬度，则导致过迟地开始 再生过程并由此导致硬度突破界限。为了避免硬度突破界限，在用于控制再生过程的现有 技术中通常以这样的水硬度作为基础，该水硬度大于实际存在的水硬度。如果该值同样用 于控制掺混过程，则这导致在所期望的和实际存在的掺混水硬度方面更大的标准偏差。在 EP 0 900 765 Bl中也使用了既用于控制离子交换器的再生过程又用于控制原水与纯水的 掺混过程的唯一的硬度值，这导致了所述在掺混水硬度上的不精确性。在本发明的方法中，借助由大量水分析根据经验确定的第一校准特征线由测得的 导电性测定用于控制再生过程的水硬度。该第一校准特征线(校准曲线)如此确定，使得 由它测定的水硬度至少非常接近地相应于在该导电性下出现的量太水硬度。由此避免了过 迟地开始再生过程，从而可靠地避免了硬度突破界限。此外，再生盐的消耗量仅仅比在考虑 到实际存在的(并且仅仅能够高成本地精确测定的)水硬度时略高。如果第一校准特征线还用于控制掺混设备(或者在掺混水中的原水和软水的比 例)，则在大多数情况下过高地估计了在原水中的水硬度，并且在所述掺混水中的实际水硬 度在大多数情况下低于在控制范围内规定的水硬度。换言之，在掺混水中的实际水硬度与 目标值的偏差远远大于由于水硬度的波动在相等的电导率下在各种饮用水组合物中所预 期的偏差。因此，本发明的方法使用两条校准特征线(校准曲线)。由第二校准曲线测定的水硬度由许多水分析的数据集合作为(至少非常接近)所有在该导电性下出现的水硬度的里 渔值得出。采用该第二曲线可以获得在由导电性测定的原水硬度与实际在原水中的水硬度 之间更大程度的一致。由此，在掺混水中的水硬度的调节或者控制变得更精确。实际水硬 度与作为掺混_控制的目标值所调节出的水硬度的标准偏差则仅仅基本上相应于由各种 类型的水在相等的电导率下可能的水硬度而产生的波动。通过使用这两条校准曲线，确保比现有技术精确得多的掺混过程，其中同时可靠 地避免了硬度突破界限。在本发明的范围内尤其非常可能遵守在掺混水中规定硬度的公 差限度。不需要使用昂贵的离子选择性电极；本发明的方法仅仅需要常规的总括电导率 (summarischeLeitwerte)。尤其可以借助本发明毫无问题地且廉价地遵守在标准E DIN19636-100, 2006-07 中规定的公差限度。在所述标准中规定“在任何设定的值中，在掺混水中的碱土金属离子 总数与所述该值的偏差不不允许超过+0. 4mol/m3-0. 2mol/m3。，，在仅仅使用第一校准曲线 时，遵守该标准大多是不可能的(取决于原水组合物的波动幅度)。第一分流V(t) ^mii^的测定可直接地(借助在该分流中的流量计)或间接地(借 助在其它体积流中的流量计，由它们的测量结果得出第一分流)进行。在本发明的范围内， 至少测定第一分流(用于测定再生时间点)，和优选还有第二分流(用于更精确地控制掺混 水的组成)。注意到对于测定这两个分流V(t) 和v(t) 足够的是，直接测定这 两个分流中的一个(这在第一分流V (t) 的情况下不仅可以在软化之前进行也可以 在软化之后进行)，并且额外地或者测定流入的(进入的)原水流者测定流出的 (离开的)掺混水流V(t) __，其中在所述水软化装置的日常运行中适用的是V(t)原水=V(t)掺混水=V(t)分流lifc^+V(t)分流2原水。未直接测定的分流则可通过减 法而算出。字母t表示时间。本发明尤其可用于软化饮用水，尤其是在生活用水供给系统中。根据本发明运行 的水软化装置可在无需大的安装花费的情况下连接到生活用水供给系统上，并且立即投入 运行。所述水软化装置经由导电性测量自动调节出当地的水组成，其中通过这两条校准线 获得不仅对于自动控制再生过程而且对于自动控制掺混设备的良好硬度评估。其它手动调 节(例如用于校准)是不必要的。本发明优选的变化方案本发明方法的特别优选的变化方案设计，相比由第二校准曲线导出的总硬度II， 由第一校准曲线导出的总硬度I至少逐段地(abschnittsweise)更高。采用该校准特征线 的构象可以避免在再生粒子交换树脂方面低估原水硬度，并且还避免了系统性高估对于掺 混控制的硬度。换言之，一方面确保及时的再生，另一方面可以更容易地在对于每种任意的 原水严格的公差限度之内获得在掺混水中所期望的硬度。两种不同的总硬度I和II的使 用考虑到在控制再生和掺混时不同的规定的公差。在掺混时，允许比额定值更高和更低的 偏差，而在确定触发再生时，仅仅允许更早的，但不允许更迟的开启。还优选的是方法变化方案，在该变化方案中第一校准特征线使用28-35 μ S/cm 每。dH，尤其是30-33 μ S/cm每。dH的换算系数。采用这些值对于许多地方的饮用水组 成-变化，对于再生可靠地，并且同时省盐地将电导率换算成水硬度。对约300种不同的 饮用水的分析的评估已经得出，在使用28-35μ S/cm每。dH，尤其是30-33 μ S/cm每。dH的换算系数时，算出的水硬度是实际上在该导电性下出现的水硬度的波动范围的上限。由 此，一方面在任何情况下确保了再生过程及时开始，另一方面不会过早地进行再生，从而轻 易地超过在DIN EN 14743中所规定的4mol(400g CaCO3)每千克所使用的再生盐的(最低 的)交换容量。同样优选的是方法变化方案，在该变化方案中第二校准特征线使用35-44 μ S/cm 每。dH，尤其是38-41 μ S/cm每。dH的换算系数。采用这些值对于许多地方的饮用水组 成-变化，对于掺混控制而言非常准确地将电导率换算成水硬度。如对约300种不同的饮 用水分析所示，采用该第二换算系数算出的水硬度处在实际上在该导电性下出现的水硬度 的波动范围的中间区域。如果为了控制原水与经软化的水的掺混从如此算出的原水硬度出 发，则实际的掺混水硬度轻易地处于标准E DIN 19636-100，2006-07所规定的公差限度内。在特别优选的方法变化方案中涉及，电子控制单元依据由第一校准特征线导出的 原水的总硬度I、流过离子交换树脂的原水量(也就是积分的分流V(t) ’^的软水量) 和存储在控制单元中的离子交换树脂的容量，开启再生过程的触发装置。通过将由原水硬 度和原水量确定的经交换的硬度形成剂的数量与设备特有的容积进行对比，确保及时且自 动地开始再生已耗尽的树脂。优选的方法变化方案设计，仅仅依据由第二校准特征线导出的原水的总硬度II 和规定的掺混水硬度控制所述掺混设备。在该变化方案中，在水软化装置的日常运行中仅 仅通过调节掺混设备而推得这两种分流在掺混水中的比例(为此，在各种掺混设备的调节 中得出的分流的比例必须预先确定，并且储存在电子控制单元中)；掺混装置的调节的反 馈不通过在日常运行中测定这两个分流而进行。这大大简化了对掺混的控制。在水软化装 置的输入和输出压力比恒定的情况下，所述掺混对于大多数应用来说是足够精确的。还可 过渡性地在所述水软化装置开始运转时使用所述控制变化方案，只要还没有用于反馈的这 两个分流的测量值。可选的、特别优选的方法变化方案设计，所述水软化装置具有至少两个流量计，采 用至少两个流量计直接或间接地对第一分流v(t) ’^和第二分流V(t) 进行测 定，依据由第二校准特征线导出的原水的总硬度II和规定的掺混水硬度，在用测定的分流 V(t) 和v(t) 进行反馈的情况下，对所述掺混设备进行控制。在该变化方案中， 在水软化装置的日常运行中不断地控制所述分流(测量/确定)，并且掺混设备的调节在 调节回路的框架中自动地如此跟随进行，使得在日常运行中在掺混水中所述分流的比例任 何时候都符合规定，该规定由测得的原水硬度(按照总硬度II)和所规定的掺混水硬度得 出。由此，可以平衡在掺混水中分流比例的波动，所述波动在相同地调节所述掺混设备时由 于外部条件的波动(如输入的原水的压力，或掺混水的排出流大小)可能产生，并且掺混水 硬度在日常运行中特别精确地保持在额定值上。在已知的原水硬度中，通过控制经软化的 水和所掺入的原水的体积流调节出0° dH与原水的硬度之间每个任意的掺混水硬度。例 如，原水可经由旁通管混入到经软化的水中。为了准确地调节出掺混水硬度，原水硬度必须 是精确已知的。实际的原水硬度与由第二校准线测定的原水的总硬度II的偏差非常小，使 得掺混水硬度几乎与调节出的值没有偏差。在特别优选的方法变化方案中，借助另一个导电性传感器测定再生剂溶液的导电 性。这可例如在再生剂溶液到树脂床的输送管道中在再生过程期间进行。由此可以监测，
7在用于再生的再生剂溶液中的盐浓度是否足够。在盐浓度过低的情况下，例如在缺盐或在 盐不完全地溶解在盐水中的情况下，仅仅发生不完全的树脂再生。通过借助导电性测量监 测盐水浓度，避免了不完全的再生以及由此造成随后硬度突破界限。优选借助光学或声学 信号发生器显示出过低的盐浓度。在本发明的范围内还包括水软化装置，其具有包含离子交换树脂的离子交换设 备、用于提供再生剂溶液以使离子交换树脂再生的储存容器以及用于混合原水和软化水的 掺混设备、用于测量原水的导电性的导电性传感器，至少一个、优选两个流量计，以及电子 控制单元，其特征在于，所述电子控制单元包含具有多个存储的校准特征线的存储器，所述 校准特征线用于由导电性测定原水的总硬度。储存多个校准特征线是考虑到，导电性代表 总参数，该参数包括所有溶于水中的离子，而水硬度仅仅取决于钙离子和镁离子的总和。因 此，在特定水硬度下存在的导电性是波动的，取决于除了钙离子和镁离子之外在水中还含 有何种离子。在高比例的单价离子如钠或钾的情况下，产生例如相对高的导电性，即使总硬 度，也就是钙离子和镁离子的含量可能是低的。另一方面，具有高比例的钙离子和镁离子、 含少量钠的水具有高的水硬度，虽然导电性相对低。这意味着，在确定的导电性下存在的水 硬度处于特定的区间内。这两条校准曲线考虑到了该区间。由此，可以准确地控制再生过 程和掺混过程。本发明的水软化装置尤其适于上述本发明的运行方法。本发明优选的具体实施方案设计了这样的水软化装置，在连接插件中设置有导电 性传感器、至少一个流量计和/或所述掺混设备，以将水软化装置安装到水网的管道上。所 述连接插件包含用于所有流入的原水和流出的经(部分)软化的掺混水的管道，并且可以 连接到任意的、已经存在的连接件上。分开的连接不是必需的。由此所述安装是节省空间 的、简单的且低成本的。另一个优选的具体实施方案设计，在水软化装置的控制头中设置有导电性传感 器、至少一个流量计和/或所述掺混设备。该具体实施方案使得特别紧凑的和低成本的构 造方式成为可能。优选的还有一个具体实施方案，其中设有旁通管，在所述旁通管中设置有用于掺 混的原水的第二分流V(t) 的所述掺混设备和流量计。这类旁通管使得软化装置的 简单构造方式成为可能，此外，经由所述旁通管可以将物质如防腐蚀剂计量添加到其它的 水处理过程中。所述旁通管与含有离子交换树脂的管线平行。特别优选的是一个具体实施方案，其设计，所述掺混设备包含掺混阀，尤其是旁通 阀，以及伺服马达，所述伺服马达被控制单元所控制。采用所述伺服马达可以对掺混阀良好 地进行自动操纵。采用包含旁通阀的掺混设备可以以简单的方式通过部分打开或关闭所述 旁通阀获得任何原水与经软化的水之间的混合比例。在另一个优选的具体实施方案中如此设置另一个导电性传感器，使得该导电性传 感器与再生剂溶液接触。这可例如在再生剂溶液到树脂床的输送管或在盐水容器本身中发 生。由此，可以在离子交换器的再生期间监控盐水的浓度。在盐浓度过低的情况下，例如由 于缺盐，或者在溶解时间不足的情况下，离子交换树脂不能完全再生，以至于过早地出现硬 度突破界限。通过借助导电性传感器监控盐水浓度避免了这种情况。进一步优选的是设有 声学或光学信号发生器，其报告过低的再生剂溶液浓度。本发明的其它优点由说明书和附图得出。同样，上文提到的和还要进一步描述的
8特征根据本发明分别自身单独地或以多个任意组合的形式使用。所示的和所描述的具体实 施方式不应理解为最终的列举，而更确切地说是用于描述本发明的示例性特征。本发明的详细描沭和附图本发明示于所述附图中并且依据实施例得到更详尽地解释。
图1显示了在不同的饮用水中取决于测得的导电率的滴定法测定的总硬度的图 解描述；图2显示了本发明的水软化装置的第一具体实施方式
的示意性构造图3显示了本发明的水软化装置的第二具体实施方式
的示意性构造。本发明涉及这样的问题，对于水，尤其是饮用水或生活用水测定水硬度，使得在水 软化装置中以良好的精确性一方面进行离子交换器的再生，且另一方面在掺混水(由原水 和软水混合)中进行水硬度的调节。一种评估原水的水硬度的简单的可能性是测量原水的 导电性。为了在图1中描绘，研究了约300种联邦德国的不同饮用水并且测定了其导电性 以及总硬度。借助电导计进行导电性的测量，而总硬度采用滴定法确定。与滴定测定法相反，按照导电性测量的总硬度的测定可快速且简单地进行，并且 因此在水软化装置中的非常广泛地用于控制。但是，认识到在图1中，导电性例如测定为 625 μ S/cm的水具有约14° dH_20° dH的总硬度。通常从水的导电性不能推导出准确的硬 度值。而是仅仅推导出一个范围，水硬度实际上处于该范围内。在此，取决于导电性的水硬 度变化范围可以经由取样测定。在本发明的范围内，首先典型地针对水软化装置的有计划 的应用区域，如这里联邦德国，测定所述变化范围。为了在水软化装置中避免硬度突破界限，必须及时地开始耗尽的离子交换树脂的 再生过程。因此，由测得的导电性测定的用于控制再生过程的总硬度I，不得比大的、在导电 性方面滴定法测定的，也就是在实际上出现的总硬度更小。只有这样才能保证，再生过程在 每个任意的水组成的情况下都能及时开始。因此，由测得的导电性测定总硬度I以控制再 生的过程借助第一校准特征线Fl进行。第一校准特征线Fl表现出(至少非常接近)出现 的最大总硬度，其取决于导电性；在此，Fl具有约31 μ S/cm每。dH的斜率(在图1中)并 且以原直线的形式延伸。为了避免硬度突破限制，虽然也可以使用具有更低斜率的校准特征线Fl ；但是， 在该情况下会浪费再生盐。适用于软化剂的标准DIN EW4743规定，必须使每千克再生期 间所使用的盐获得至少4mOl(400gCaC03)的交换容量，并由此限制了盐的消耗。因此，在本 发明的范围内为了测定总硬度优选不使用斜率明显小于Fl的斜率的校准特征线。由此确 保良好地满足DIN EN 14743在盐化方面的要求。出于卫生的、技术的或经济的原因，经常需要使用仅仅部分软化的水。为此，用 于将经软化的水与原水混合的装置是必需的。操作者通常期望在掺混水中保持具有特定 公差的水硬度的确定的目标值。此外，EDIN 19636-100，2006-07规定了最高公差，例如在 掺混水中的碱土金属离子总数在不同的体积流中和8° dH的目标值下与其偏差不得超过 +0. 4mol/m3和-0. 2mol/m3。在所设定的值为8° dH时，在掺混水中实际的值则必须处于 6.9° dH 与 10. 2° dH 之间。为了能够遵守尽可能窄的掺混水硬度的公差限度，以及尤其是上面的标准，本发明设计，为了控制掺混设备，借助第二校准特征线F2由测得的原水的导电性来进行总硬度 II的测定。第二校准特征线F2表现出(至少非常接近)出现的平均总硬度，其取决于导电 性。在此，校准特征线F2具有约39yS/cm每。dH的斜率(在图1中)并且同样以原直线 的形式延伸。依据该第二校准特征线F2，确定例如在测得的导电性为625 μ S/cm时总硬度II为 16° dH。图1显示，导电性确定为625 μ S/cm水具有约14° dH_20° dH的总硬度。在此， 下限通过斜率为约46 μ S/cm° dH的直线F3测定，而校准特征线Fl表现了最大总硬度I，其 取决于导电性。为了达到所规定的例如8° dH的掺混水硬度，必须将原水与经软化的水以 1 1的比例混合。同样的掺混在原水硬度为14° dH时导致掺混水硬度为7° dH，而这类 原水与经软化的水的掺混在原水硬度为20° dH时产生10° dH的掺混水硬度。由此在设 定掺混水硬度为8° dH时，实际的掺混水硬度为7° dH-10° dH。由此，如果为了由导电性 测定总硬度II而使用校准特征线F2，则在每种情况下满足标准E DIN 19636-100，2006-07 在掺混设备方面的规定。如果将采用校准特征线Fl测定的在625 μ S/cm下为20° dH的总硬度I用于控制 掺混过程，则必须将原水与经软化的水以1 1.5的比例混合，从而获得8° dH的掺混水硬 度。同样的混合比例在14° dH的原水硬度下导致5. 6° dH的掺混水硬度。这处于所规定 的公差限度之外。因此，用于控制再生过程的校准特征线Fl不适于控制掺混设备。使用两个不同的总硬度I和II是考虑到在控制再生过程和掺混过程时所规定的 不同的公差。在掺混时，允许比额定值更高和更低的偏差，而在确定触发再生时，仅仅允许 更早的，但不是更迟的开启。总硬度I和II是假定的值，由于在各种水中不同的一价离子如钠和钾的比例是有 误差的。采用这两条校准特征线Fl和F2，允许或者利用不同的误差容限。注意到，校准特征线Fl和F2在所示的例子中以直线形式延伸，这简化了所述校准 特征线计算上的描绘。但是，原则上根据本发明还可以考虑用于确定总硬度I和II的非线 性校准曲线，其例如以多项式的形式接近。图2显示了本发明的水软化装置1的第一具体实施方式
的示意性构造，所述水软 化装置具有用于流入原水的进水管2和用于流出经软化的或者经部分软化的水的出水管 3，用于将填充有离子交换树脂5的离子交换设备6安装到水网的管道上的连接插件4，以及 用于使耗尽的离子交换树脂5再生的填充有盐水(再生剂溶液)7的容器8。借助掺混阀9 通过将原水与经软化的水混合提供经部分软化的水，通过伺服马达10操纵所述掺混阀。电 子控制设备11接收设置在原水区域中的连接插件4中的导电性传感器12的信号、和同样 设置在那里的用于整个进入的原水体积流να)^^的水表(流量计)13的信号、以及检测经 软化的水的体积流(第一分流)V (t) Mlifc^的水表14。水表13，14检测瞬时的(在时间t 下存在的)体积流并且借助电子控制设备将水体积相加。在电子控制设备11中储存有两 条校准特征线Fl和F2，采用它们分别确定原水的总硬度值。将第一校准特征线Fl算出的总硬度I以及用水表14测得的、流过离子交换设备6 的水量用于控制离子交换树脂5的再生过程。为此，在达到离子交换树脂5的耗尽状态下 借助马达16如此操纵阀门15，使得盐水能够流到离子交换设备6中并且使离子交换树脂5 再生(而所述再生过程应当防止常规的水流通过离子交换树脂5 ；但是在此时，可以将所述水流通过另一个具有离子交换树脂的容器引导，所谓的“摆式运行”。在本发明的范围内，离 子交换设备6更有利地具有两个用于所述摆式运行的填充有离子交换树脂5的容器)。为了控制掺混过程，采用储存在所述电子控制器中的第二校准特征线F2计算总 硬度II。输送到掺混水流v(t) 的未经软化的原水的瞬时第二分流V(t) 作为 瞬时体积流v(t) v(t) ^mii^的差在控制设备11中算出。v(t) 与v(t) 的混合比例通过由原水硬度和掺混水硬度预先确定并且储存在电子控制设备11中或者由 该电子控制设备计算。相应于在所述掺混水中所期望的硬度通过伺服马达10操纵掺混阀 9。原水区域中的水表13和检测经软化的水的水表14用于监控(尤其是反馈)。在引导软 水的第一分流V (t) ’^的管道段20中可以设有止回阀(未绘入)，以避免原水流入离子 交换设备6的出水口。在图1的本发明的具体实施方式
中，在连接插件4中设置有单个的部件，如导电性 传感器12和水表13。这种连接插件4可连接到任意的、已经存在的连接件上。分开的连接 是不必要的。由此，本发明的装置1的安装是节省空间的、简单的且低成本的。同样可以以另一种类型和方式设置水软化装置1的单个部件。图3显示了本发明的水软化装置1的另一个具体实施方式
。仅仅解释相对于前述具体实施方式
的实质性改变。在图3的具体实施方式
中，掺混阀9以及水表(流量计)17位于通往离子交换设备 6的旁通管18中。水表17直接检测混入到经软化的水V (t)分流丨软水中的原水的分量V⑴分
信号被转送到电子控制设备11，其相应于规定的掺混水硬度通过伺服马达10操纵 掺混阀9。电子控制设备11可以整合在离子交换设备6的控制头19中或设置于外部。在 该示例性的具体实施方式
中，用于测量原水导电性的导电性传感器12和测量经软化的水 的量(也就是V(t) ^im,)的水表14也安置在控制头19中(其中在软化之前进行导电性 测量)。在电子控制设备11中，还储存有两条不同的校准特征线Fl和F2，它们用于由借助 导电性传感器12测得的导电性测定原水的总硬度。总而言之本发明提出，在将流入的原水流V (t) g分成两个分流V (t)倾！ ft7K,V(t) 的水软化装置(1)中，使一个v(t) ^mii^经受完全软化，之后将这两个分流合并成掺
混水流，为了由原水的电导率确定水硬度，设有两种不同的将测得的电导率换算 成原水硬度的方式。采用第一校准曲线(Fl)的换算方式是保守的并且表现出在各种导电 性下出现的最大水硬度；该第一校准曲线用于在离子交换树脂的已知的容量下自动控制离 子交换树脂(5)的再生过程。采用第二校准曲线(F2)的换算方式是接近现实的并且表现 出在各种导电性下的平均(也就是带有最小统计学误差)水硬度；该第二校准曲线用于控 制所述掺混设备(也就是这两个掺混水分流的比例)。采用本发明可以考虑到在水组成方 面根据经验确定的变化(和由此不同的导电性与水硬度的相互关系)，从而最佳地测定再 生时间点并使掺混水硬度相对于额定值的公差最小化。附图标记列表1水软化装置2原水进水管3经(部分)软化的掺混水的出水管4连接插件
5离子交换树脂
6离子交换设备
7盐水(再生剂溶液)
8盐水容器(储存容器)
9 \惨混阀
10伺服马达
11电子控制设备
12导电性传感器
13原水(所有流入的原水)的水表
14经软化的水(第一分流)的水表
15阀
16伺服马达
17原水(第二分流)的水表
18旁通管
19控制头
20管道段
权利要求
运行水软化装置(1)的方法，所述水软化装置具有包含离子交换树脂(5)的离子交换设备(6)、用于提供再生剂溶液(7)以使离子交换树脂(5)再生的储存容器(8)、掺混设备、以及至少一个流量计(13，14，17)，其中流向水软化装置(1)的原水的体积流V(t)原水在水软化装置(1)之前或在水软化装置(1)中被分为第一分流和第二分流，将第一分流经由离子交换树脂(5)引导并将经软化的分流V(t)分流1软水掺混到输送原水的第二分流V(t)分流2原水中，由此，在水软化装置(1)中或在水软化装置(1)之后形成掺混水的流出体积流V(t)掺混水，其中经由所述掺混设备可调节在掺混水的流出体积流V(t)掺混水中的第一分流和第二分流的比例，其中所述方法具有如下步骤-借助导电性传感器(12)测定原水的导电性，并由此采用储存在电子控制单元(11)中的校准特征线测定原水的总硬度，-采用至少一个流量计(13，14，17)直接或间接地测定第一分流V(t)分流1软水，其特征在于，借助第一校准特征线(F1)，由测得的导电性导出用于控制离子交换树脂(5)的再生过程的原水的总硬度I，并且借助第二校准特征线(F2)，由测得的导电性导出用于控制掺混设备的原水的总硬度II。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，相比由第二校准曲线(F2)导出的总硬度II， 由第一校准特征线线(Fl)导出的总硬度I至少逐段地更高。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，第一校准特征线(Fl)使用28-35μ S/cm 每。dH，尤其是30-33 μ S/cm每。dH的换算系数。
4.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于，第二校准特征线(F2)使用 35-44 μ S/cm每。dH，尤其是38-41 μ S/cm每。dH的换算系数。
5.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于，电子控制单元(11)依据由第一校 准特征线(Fl)导出的原水的总硬度I、流过离子交换树脂(5)的原水量和存储在控制单元 (11)中的离子交换树脂(5)的容量，开启再生过程的触发装置。
6.根据权利要求1-5任一项的方法，其特征在于，仅仅依据由第二校准特征线(F2)导 出的原水的总硬度II和规定的掺混水硬度控制所述掺混设备。
7.根据权利要求1-5任一项的方法，其特征在于，水软化装置(1)具有至少两个流量计 (13，14，17)，采用至少两个流量计(13，14，17)直接或间接地对第一分流V(t) ^和第二分流 V(t) 进行测定，依据由第二校准特征线(F2)导出的原水的总硬度II和规定的掺混水硬度，在用测定 的分流V(t) 和V(t) 进行反馈的情况下，对所述掺混设备进行控制。
8.根据前述权利要求任一项的方法，其特征在于，借助另一个导电性传感器测定再生 剂溶液(7)的导电性。
9.水软化装置(1)，其具有包含离子交换树脂(5)的离子交换设备(6)、用于提供再生剂溶液(7)以使离子交换树脂(5)再生的储存容器(8)以及用于混合原水和软化水的掺 混设备、用于测量原水的导电性的导电性传感器(12)，至少一个、优选两个流量计(13，14， 17)，以及电子控制单元(11)，其特征在于，电子控制单元(11)包含具有多个存储的校准特征线(F1，F2)的存储器，所述校准特征 线用于由导电性测定原水的总硬度。
10.根据权利要求9的水软化装置(1)，其特征在于，在用于将水软化装置(1)安装到 水网的管道上的连接插件⑷中设置有导电性传感器(12)、至少一个流量计(13，14，17)和 /或所述掺混设备。
11.根据权利要求9或10的水软化装置(1)，其特征在于，在水软化装置(1)的控制头 中设置有导电性传感器(12)、至少一个流量计(13，14，17)和/或所述掺混设备。
12.根据权利要求9-11中任一项的水软化装置(1)，其特征在于，设有旁通管(18)， 在所述旁通管中设置有用于掺混的原水的第二分流V(t) 的所述掺混设备和流量计 (17)。
13.根据权利要求9-12中任一项的水软化装置(1)，其特征在于，所述掺混设备包含掺 混阀(9)，尤其是旁通阀，以及伺服马达(10)，所述伺服马达被控制单元(11)所控制。
14.根据权利要求9-13中任一项的水软化装置(1)，其特征在于，如此设置另一个导电 性传感器，使得该导电性传感器与再生剂溶液(7)接触。
全文摘要
总体上，本发明提出在将流入的原水流V(t)原水分成两个分流V(t)分流1软水、V(t)分流2原水的水软化装置(1)中，使一个V(t)分流1软水经受完全软化，之后将这两个分流合并成掺混水流V(t)掺混水，为了由原水的电导率确定水硬度，设有两种不同的将测得的电导率换算成原水硬度的方式。采用第一校准曲线(F1)的换算方式是保守的并且表现出在各种导电性下出现的最大水硬度；该第一校准曲线用于在离子交换树脂的已知的容量下自动控制离子交换树脂(5)的再生过程。采用第二校准曲线(F2)的换算方式是接近现实的并且表现出在各种导电性下的平均(也就是带有最小统计学误差)水硬度；该第二校准曲线用于控制所述掺混设备(也就是这两个掺混水分流的比例)。采用本发明可以考虑到在水组成方面根据经验确定的变化(和由此不同的导电性与水硬度的相互关系)，从而最佳地测定再生时间点并使掺混水硬度相对于额定值的公差最小化。
文档编号C02F1/42GK101888979SQ200880119403
公开日2010年11月17日 申请日期2008年12月4日 优先权日2007年12月6日
发明者A·豪格, K·尼德哈德特, R·索科尼克, S·梅尔彻尔 申请人:居道水再生有限公司