技术领域
[0001] 本
发明涉及一种水软化设备，其中所述水软化设备包括：
[0002] -软化装置，所述软化装置特别是包括至少一个带有离子交换
树脂的容器；
[0003] -带有再生剂溶液的存放容器；
[0004] -用于确定存放容器包括其内容物的重量的称重装置；
[0005] 在用于再生软化装置的再生循环中，从存放容器中提取再生剂溶液并将所述再生剂溶液输送到软化装置中，
[0006] 并且利用称重装置确定存放容器包括其内容物的重量。
背景技术
[0007] 这种方法由DE 10 2013 011 751 A1已知。
[0008] 在家庭或者也在技术设备中，由于多种原因，通常希望或需要使用软化水。通常为此采用以离子交换树脂为
基础的水软化设备。离子交换器吸收硬化剂(
钙离子或镁离子)并为此释放没有硬化作用的离子(多数是钠离子)。
[0009] 离子交换树脂这里能结合的硬化剂的量是有限的(离子交换树脂耗尽)并且因此必须定期进行再生。为了再生通常用盐
水处理离子交换树脂。
[0010] 利用盐水对离子交换树脂进行再生在水软化中会带来成本。用于再生的盐量过大会使得一部分盐没有被利用，就是说这部分盐不能进一步提高所提供的软化能
力。相反地，所使用的盐量过小会导致再生不完全，由此必须更为频繁地进行再生，这会提高磨损或者也 会降 低 软 化 作 用的 可 用 性 ，或 者由 此 甚 至 可能 会 出 现 硬 度 激 增因此，用于再生或再生循环的盐量应是能准确调整的。
[0011] 如果为了再生提供具有已知固定浓度的盐水，则可以通过所使用的盐水的体积来确定在再生中使用的盐量。
[0012] 在实践中，多数在实施再生之前较短的时间内通过使固态的盐(“再生剂”)在存放容器中溶解来制作用于再生的盐水(“再生剂溶液”)。这会导致，再生剂溶液的浓度不是精确已知的。所述浓度特别是与盐溶解时间、
温度、固态盐的提供形式(例如片剂形状和片剂规格)以及还与制作再生剂溶液的存放容器的几何形状相关。此外，在盐水作为再生剂溶液使用之前，通常还要对浓缩的盐水进行稀释。
[0013] 为了监控应用于再生的盐水的浓度，可以使用
导电性传感器，见DE 10 2010 028 756 A1。由于会发生
腐蚀，难以在浓度较高的盐溶液中使用导电性传感器；相应地具有耐抗性的
电极材料非常昂贵。
[0014] 由DE 10 2013 011 751 A1已知，将盐水容器设置在称重装置上，以便监控盐水容器的液位。在达到预先确定的极限值时则发出报警
信号。
[0015] US 2011/0084030 A1记载了一种用于提供
次氯酸溶液的设备，其中，存放容器设置在称重装置上，所述称重装置监控容器的重量和容器中的液位。在对所述容器进行填充时，次氯
酸溶液的浓度是已知的并且将所述浓度输入到
控制器中。次氯酸溶液当前的浓度根据初始浓度和所存储的分解曲线来确定。
[0016] 由DE 10 2008 052 959 A1已知一种用于运行水软化设备的方法，其中，确定可执行的再生的次数。为此，通过称重器确定填充到存放容器中的固态再生盐的量。每次再生所需的盐量同样通过称重器来确定并作为换算系数存储在
电子控制装置中。
发明内容
[0017] 本发明的目的是，提供一种用于运行水软化设备的方法，利用所述方法能够以简单的方式精确地确定再生循环的耗盐量。
[0018] 本发明的简要说明
[0019] 所述目的根据本发明通过前面所述类型的方法来实现，所述方法的特征在于，在存放容器中存放用于制作再生剂溶液的固态的再生盐，在再生循环期间，从存放容器提取再生剂溶液至少一次，并向存放容器供应水至少一次，在再生循环结束时，在存放容器中达到与在再生循环开始时相同的液位，并且根据再生循环开始时与再生循环结束时存放容器包括其内容物的
质量的差来确定在所述再生循环中对于再生而使用的盐量MRZ。
[0020] 在根据本发明的方法的范围内，在再生循环中使用的再生剂(“盐”，例如NaCl盐)的量基本上由利用称重装置观察到的存放容器包括其内容物的重量变化(质量变化)来确定。不必在腐蚀性的再生剂溶液中使用敏感的传感器、例如导电性传感器；在本发明的范围内也通常不确定再生剂溶液的浓度，因为没有必要。所述方法也不依赖于
精度较低的水表，例如用以确定所消耗的再生剂溶液的体积；通常在本发明的范围内不确定所使用的再生剂溶液的体积，因为没有必要。
[0021] 对于本发明适当的市场上常见的用于存放容器的称重装置是经济的并且较为精确的。为了调整存放容器中的液位，原则上不需要传感器；液位特别是可以通过抽吸口和/或溢流结构的适当
定位来调整设置；同样可以采用利用浮动体操作的机械
阀。此外如果仍希望的话，利用传感器来检测或监控液位可以较为简单地实现，因为为此使用的传感器不必受到腐蚀性的再生剂溶液的作用。
[0022] 所供应的水的
密度和所提取的再生剂溶液的密度是不同的，密度随着再生剂溶液的浓度提高而升高。由此得出质量差，所述质量差可以通过称重装置来确定。在一个再生循环中，由于回到了初始的液位，补充装填的水和所提取的再生剂溶液的体积是近似相同的。相应地可以通过再生循环开始和结束时的质量差确定在再生循环中使用的(由容器中提取的)固态再生剂的量。要注意的是，在再生循环中，一次或多次提取再生剂溶液和一次或多次添加水可以以任意的顺序进行。在再生循环期间提取的再生剂溶液供应给软化装置。
[0023] 可以这样来确定所使用的盐量MRZ，即，在再生循环开始时和在再生循环结束时在液位相同的情况下确定存放容器包括其内容物的质量并直接求出所述质量的差。但也可以在再生循环中
跟踪(确定)再生剂溶液提取和/或水添加的各单个步骤或步骤组的部分质量变化，并由所述部分质量变化(通过和和/或差)计算出在再生循环中总体上使用的盐量MRZ。
[0024] 在水软化设备的正常运行中，通常软化运行的各个阶段和在再生循环交替进行；但例如也已在软化运行的两个阶段之间进行多次再生循环。本发明使得可以确定每个单个再生循环的实际耗盐量。如果希望的话，通过单个再生循环的耗盐量也可以跟踪存放容器中固态的再生盐的剩余量，以便确定是否存在再装填需求。
[0025] 所述称重装置和存放容器优选由壳体包围，以便防止，无意中使附加的外部重量(或者也可能是直接的抖动)作用到称重装置和/或存放容器上并由此使重量测量失真。
[0026] 本发明的优选变型方案
[0027] 根据本发明的方法的一个变型方案是优选的，该变型方案设定，
[0028] 所述再生循环包括一个或多个提取循环，
[0029] 一个提取循环包括以下步骤：
[0030] E1.1)调整或检测存放容器中的再生剂溶液的一个液位N1；
[0031] E1.2)向存放容器供应质量为M1EZ的水，此时存放容器中液位升高；
[0032] E1.3)从存放容器提取这样多的再生剂溶液，直至重新达到所述液位N1，随着所述提取，存放容器包括其内容物的质量发生质量损失M2EZ；
[0033] 或者一个提取循环包括以下步骤：
[0034] E2.1)调整或检测存放容器中的再生剂溶液的一个液位N2；
[0035] E2.2)从存放容器提取质量为M3EZ的再生剂溶液，此时存放容器中液位降低；
[0036] E2.3)向存放容器供应这样多的水，直至重新达到所述液位N2，随着所述供应，存放容器包括其内容物的质量发生了质量增加M4EZ。通过将再生循环分成提取循环或者说利用所述提取循环，使得对再生循环中使用的盐量的控制变得容易。通过调整设置(预先设定)M1EZ和M3EZ，可以以简单地且可良好控制地预先规定在一个提取循环中使用的盐量。在很多情况下再生循环仅包括一个提取循环。通常所有提取循环按E1.1)至E1.3)进行，或者所有提取循环按E2.1)至E2.3)进行。但也可以将两种提取循环混合，特别是也可以将其在一个再生循环中混合。
[0037] 该变型方案的一个优选的改进方案设定，在一个提取循环中，在步骤E1.3)之后进行：
[0038] E2.4)根据在步骤E1.2)开始时和在步骤E1.3)结束时存放容器包括其内容物的质量的差ΔMEZ确定在该提取循环中为了再生所使用的盐量，ΔMEZ特别是用ΔMEZ＝M2EZ-M1EZ来计算，
[0039] 或者一个提取循环中，在步骤E2.3)之后进行：
[0040] E2.4)根据在步骤E2.2)开始时和在步骤E2.3)结束时存放容器包括其内容物的质量的差ΔMEZ确定在该提取循环中为了再生所使用的盐量，ΔMEZ特别是用ΔMEZ＝M3EZ-M4EZ来计算，
[0041] 特别是由所述再生循环的所有提取循环的差ΔMEZ的和求得在该再生循环中为了再生所使用的盐量MRZ。通过ΔMEZ可以确定在每个提取循环中使用的盐量，这可以用于控制所述方法并且用于特别是精确地设置再生循环总体上希望的所使用的盐量MRZ。如果再生循环仅由已经确定了相应的ΔMEZ的提取循环组成，则通过所有ΔMEZ的和也以简单的方式确定MRZ。如果再生循环仅包括一个提取循环，则用用确定MRZ的和仅具有一个加数，即MRZ＝ΔMEZ。
[0042] 在一个优选的改进方案中，为了控制在再生循环中为了再生所使用的盐量MRZ，调整质量M1RZ和/或质量M3RZ，其中，M1RZ是：所述再生循环的所有提取循环的质量M1EZ的和，而M3RZ是：所述再生循环的所有提取循环的质量M3EZ的和。如果在步骤E1.2)中供应更多水(即M1EZ提高)，则接着必须在E1.3)中提取更多的再生剂，从而有ΔMEZ～M1EZ。同样有ΔMEZ～M3EZ。由此可以通过M1RZ和M3RZ以简单的方式调整盐量MRZ。要注意的是，在仅有一个再生循环的情况下和M1RZ或和M3RZ仅具有一个加数。
[0043] 这样的变型方案也是优选的，该变型方案设定，所述方法包括多个再生循环，这些再生循环特别是与水软化设备的软化运行的各阶段交替进行，在所述阶段中
对流动经过软化装置的水进行软化，定义每个再生循环为了再生使用的盐量的第一额定值SW1，并且对方法参数、特别是各提取循环中的质量M1EZ和/或M3EZ进行适配调整、特别是
迭代式地适配调整，使得将各再生循环的盐量MRZ调整到第一额定值SW1。通过将所使用的盐量调整到第一额定值SW1，所述方法可以特别经济且可靠地进行。避免了不必要的不能在离子交换树脂中产生进一步的软化能力的耗盐量。相反也避免了由于盐用量过少导致的不完全再生，在不完全再生时不能提供完整的软化能力。第一额定值通常存储在电子的控制装置中。
[0044] 这个变型方案的一个优选改进方案设定，其中设置一个或多个提取循环，在上一次再生循环的盐量MRZ超过第一额定值SW1时，在下面的一个或多个再生循环中：
[0045] 使重量M1RZ相对于所述上一次再生循环减小，
[0046] 和/或
[0047] 使重量M3RZ相对于所述上一次再生循环减小，
[0048] 其中，M1RZ是：再生循环的所有提取循环的重量M1EZ的和，而M3RZ是：再生循环的所有提取循环的重量M3EZ的和。通过减少M1RZ(直到重新达到相应的液位N1之前总体上提取的再生剂溶液)和/或M3RZ(总体上提取的再生剂溶液，同时用水重新装填到相应的液位N2)，在一个或多个后面的再生循环(“再生”)中，能以简单和能够良好控制的方式减少所使用的盐量MRZ。由此迭代地使所使用的盐量MRZ逼近所述额定值SW1。降低M1EZ实现了M2EZ的减少，并且由此也使得ΔMEZ减少。减少M3EZ直接使ΔMEZ降低。
[0049] 同样优选的是这样的改进方案，其中，建立一个或多个提取循环，在这个改进方案中，在上一次再生循环的盐量MRZ低于第一额定值SW1时，在下面的一个或多个再生循环中：
[0050] 使重量M1RZ相对于所述上一次再生循环升高，
[0051] 和/或
[0052] 使重量M3RZ相对于所述上一次再生循环升高，
[0053] 其中，M1RZ是：再生循环的所有提取循环的重量M1EZ的和，而M3RZ是：再生循环的所有提取循环的重量M3EZ的和。通过提高M1RZ(直到重新达到相应的液位N1总体上提取的再生剂溶液)和/或M3RZ(总体上提取的再生剂溶液，同时用水重新装填到相应的液位N2)，在一个或多个后面的再生循环(“再生”)中，能以简单和能够良好控制的方式提高所使用的盐量MRZ。由此迭代地使所使用的盐量MRZ逼近所述额定值SW1。提高M1EZ实现了M2EZ的提高，并且由此也使得ΔMEZ提高。提高M3EZ直接使ΔMEZ提高。
[0054] 在一个优选的改进方案中，在上一次再生循环的盐量MRZ低于第一额定值SW1时，将软化运行后面的阶段的时长相对于在没有低于第一额定值SW1的情况下软化运行的一个阶段使用的标准时长缩短。在低于所述额定值SW1时，在再生之后，软化装置不能提供完全的软化能力。通过缩短后面的软化运行，避免了硬度激增或在用尽之前及时重新建立软化能力。
[0055] 这样的变型方案是特别优选的，其中，建立了一个或多个提取循环并且分别确定ΔMEZ，在这个变型方案中，在一个再生循环中，在经历了一个相应的提取循环之后，将该再生循环所有目前为止的提取循环的差ΔMEZ的和与第一额定值SW1相比较，并且在低于第一额定值SW1时，接着再进行一个提取循环，直到达到所述第一额定值SW1。通过这种处理方式可以非常精确地保持遵守第一额定值SW1。在第一个提取循环中，通常小心地设计所使用的盐量(例如通过M1EZ或M3EZ)，就是说设计成更偏向于过低而不是过高。由第一额定值SW1与再生循环目前为止的ΔMEZ(这里这个和在第一个提取循环之后仅包括一个加数)的差可以确定仍然需要的盐量，这个盐量给出用于执行下一个提取循环的指示(例如应如何选择下面的M1EZ或M3EZ，以便以下一个提取循环尽可能精确地满足第一额定值SW1，这里，例如认定，对于下一个提取循环，有与再生循环前面的一个或多个提取循环相同的M1EZ或M3EZ与ΔMEZ的比例关系)。
[0056] 在一个优选的变型方案中，在上一次再生循环的盐量MRZ低于第一额定值SW1时，对于下面的一个或多个再生循环，使得特别是从根据E1.2)或E2.3)供应水直到下一次根据E1.3)或E2.2)从存放容器提取再生剂溶液的溶解时间相对于上一次采用的溶解时间延长。存放容器(在存放容器中包含固态再生剂)中的再生剂溶液的浓度在补充装填水之后升高，在时间足够时会一直达到饱和浓度(或者所有仍存在的固态再生盐都溶解)；溶解过程的时间曲线特别是与温度和存放容器中的固态再生剂的提供形式相关。当由于盐溶解时间短而再生剂溶液浓度过低时，在这个变型方案中可以提高未来的盐溶解时间并由此提高浓度，由此来更好地逼近第一额定值SW1。备选地存在这样可能性，即，使用具有更多的浓度更小的再生剂溶液。后面一种情况可能是有利的，因为当再生剂溶液的浓度没有饱和，而是略微稀释时，则可以提高加盐的有效性。事后稀释再生剂溶液较为复杂并且特别是在采用喷射器时仅能有限地实现。
[0057] 此外，这样的变型方案是有利的，其中，定义对于每个再生循环用于再生的第二额定值SW2，并且在上一次再生循环的盐量MRZ低于所述第二额定值SW2时，结束各再生循环和水处理设备的软化运行的各阶段交替进行的正常运行并切换到特殊运行。在盐不足时(当存放容器中的固态再生剂接近用尽时)，在添加水之后再生剂溶液变得更为稀薄。由此在再生时使用的盐量在从一次再生到另一次再生会逐渐降低，直到最终达到额定值SW2或MRZ低于该额定值。直到这个额定值SW2之前，在再生之后重新建立软化装置可接受的部分能力，从而水软化设备可以继续运行。如果低于额定值SW2，则所存在的盐过少，以至于部分再生也不再能执行并且水软化设备不再能正常地继续运行。在这种情况下可以采取不同的措施(“特殊运行”)，以短的剩余时间进行有(降低的)软化功能的继续运行、通过旁路继续运行(没有软化功能)或
马上
锁定和养护水软化设备。同时，可以设置报警消息(光学、声音，向
操纵台发送报告或在
移动电话上显示报告)。在这个变型方案的范围内，一方面仍可以充分利用再生剂溶液所存在的剩余量，另一方面识别和显示紧急的盐不足。所述第二额定值SW2小于第一额定值SW1，优选SW2≤0.5×SW1。
[0058] 在这个变型方案的一个优选的改进方案中，在特殊运行中锁定用于软化水的软化装置，特别是利用旁路绕过所述软化装置和/或给所述软化装置装填防护溶液。通过所述锁定，避免了不加使用地流动通过水软化装置；如果不使用旁路，由此也可以防止硬水对下游的水设施的损伤(“完全停水”)。通过所述旁路，确保了给下游的水设施继续供应未经软化的水，这在水设施对硬度不敏感的情况下相对于完全停水是优选的(例如当主要出于舒适性原因而希望进行软化时)。利用
防腐剂溶液防止软化装置发生污染。备选于这个改进方案可以在过渡到特殊运行时仍允许软化装置短时间地(以减弱的软化功能)继续运行。
[0059] 在另一个改进方案中，向特殊运行中切换和/或特殊运行的状态通过一个或多个报警消息显示，特别是光学和/或声学和/或电子地例如显示到操纵台上，和/或通过无线电显示，例如显示到移动电话上。通过报警消息可以向水软化设备的操作人员指示，存在缺盐的情况，从而操作人员可以快速地消除缺盐并可以使需要软化水的应用复原。
[0060] 此外，这样的变型方案是优选的，该变型方案设定，利用称重装置作为时间t的函数跟踪存放容器包括其内容物的重量m，并且确定所述重量的时间梯度dm/dt，对于一个或多个运行状况确定梯度dm/dt的极限值或额定间隔，并且当在一个运行状况中所述梯度dm/dt违反了相关的极值或相关的额定间隔，则确认所述水软化设备发生功能故障。确定功能故障时，可以自动地或通过水软化设备的操作人员采取适当的应对措施，操作人员可以通过报警消息得到通知。例如可以识别以下功能故障/运行干扰：
[0061] -在再生期间补充装填再生盐->短时间大的梯度；
[0062] -“外来重量”放置在存放容器上->短时间大的梯度；
[0063] -存放容器的外部抖动->梯度的强烈
波动；
[0064] -喷射器对再生剂溶液的抽吸过弱->梯度的数值过小；
[0065] -
泵输送过快/过慢->梯度的数值过大/过小
[0066] -在软化运行中存在不
密封性->梯度不等于零。
[0067] 确定的极限值或确定的额定间隔与运行状况相关并且特别是与水软化设备是处于再生循环还是处于软化运行的一个阶段相关。这样，例如可以在再生期间(在用水补充填充存放容器或在从存放容器中提取再生剂溶液时)，通过额定梯度+/-10％来确定额定间隔，而在软化运行中额定梯度是零(再生盐/水/再生剂溶液既未消耗也没有补充装填)。在识别到功能故障时采取的措施例如可以是：
[0068] -采用所存储的平均值(最后可信的值、由前面的x次再生得到的平均值)；
[0069] -适配调整喷射器/泵运行时间；
[0070] 在上面所述
变形方案的一个有利的改进方案中设定，对于从存放容器中提取再生剂溶液的时间、特别是对于步骤E1.3)和/或E2.2)，确定所述梯度dm/dt的最小绝对值MINB，在低于所述最小绝对值MINB时，确认从存放容器中输送再生剂存在功能故障，和/或在软化运行的一个阶段中确定梯度dm/dt的最大绝对值MAXB，在超过所述最大绝对值MAXB时，确认存放容器存在不密封性。这两种在实践中重要的功能故障在本发明的范围内可以通过称重装置容易地识别。低于MINB表明存在泵故障或喷射器故障或管道堵塞；这种情况需要进行修理，也可以短时间地提高泵功率，以便补偿或重新提高过低的输送。超过MAXB表明存在
泄漏，在修理中应进行密封。
[0071] 这样变型方案也是优选的，其中，调整存放容器中的液位、特别是E1.3)中的液位N1和/或E2.3)中的液位N2，其方式是，通过在存放容器中的再生剂溶液上漂浮的浮动体来操作机械阀，所述机械阀特别是设置在存放容器中的供应和/或提取管道中或上。使用利用浮动体操作的机械阀是简单且坚固的。此外，机械阀的操作在存放容器包括其内容物的重量m作为时间t的函数的时间曲线中可以容易地识别到(作为“拐点”)，由此可以出发其他控制功能，例如关闭喷射器上的动力水流。备选于这个变型方案，也可以以电子的方式检测存放容器中的液位(例如利用通过浮动体操作的电
开关，或通过光学测量或
微波测量)并且根据电子的液位检测操控供应和/或提取管道中的机动阀。同样例如可能的是，通过存放容器中的抽吸管道的下端部来限定N1，并且此时通过吸出来调整液位N1，直至不再输送再生剂溶液。
[0072] 此外有利的是这样的变型方案，该变型方案设定，利用称重装置作为时间的函数跟踪存放容器包括其内容物的重量m，并且由时间曲线m(t)确定特别是根据E1.3)提取再生剂溶液的终结和/或特别是根据E2.3)供应水的终结，特别是通过时间梯度dm/dt确定所述终结。利用称重装置可以容易地跟踪所述时间曲线m(t)，从而不需要另一个用于确定步骤E1.3)或E2.3)结束的传感器，这是特别经济的。当通过利用浮动体操作的机械阀(见上文)来实现所述液位时，则所述确定是非常简单的。在这种情况下，所述时间曲线m(t)具有易于识别的拐点。
[0073] 此外有利的是这样的变型方案，该变型方案设定，所述软化装置包括多个带有离子交换树脂的容器，并且在相同的再生循环使所述容器再生。合并多个容器、通常是所有容器的再生简化了耗盐量的概况并且有助于减轻磨损。
[0074] 一个设置一个或多个提取循环的优选改进方案设定，将在步骤E1.3)和/或在步骤E2.2)中从存放容器中提取的再生剂溶液依次输送到不同的容器中，特别是在在步骤E1.3)和/或在步骤E2.2)中没有恰好被输送以再生剂溶液的容器在步骤E1.3)和/或在步骤E2.2)中保持用于流动通过水软化设备的水的软化功能。通过将不同容器的再生合并在一个提取循环中，可以保持泵吸和补充填充过程的数量较小，这可以减轻磨损。特别是没有处于再生中的容器可以软化其他的水并由此可以提供无中断的软化水供应。如果希望，仍可以根据输送到这些容器中的质量将确定为用于一个提取循环的盐量ΔMEZ或确定为用于一个再生循环的盐量MRZ近似地分配给这些容器。备选地，对于每个提取循环或者说对于每个步骤1.3)或E2.2)仅设置一个容器的再生。
[0075] 在本发明的范围内还包括水软化设备，所述水软化设备包括：
[0076] -软化装置，所述软化装置特别是包括至少一个带有离子交换树脂的容器；
[0077] -带有再生剂溶液的存放容器；
[0078] -用于确定存放容器包括其内容物的重量的称重装置；
[0079] 在用于再生软化装置的再生循环中，从存放容器中提取再生剂溶液并将所述再生剂溶液输送到软化装置中，
[0080] 并且利用称重装置确定存放容器包括其内容物的重量，
[0081] 其特征在于，
[0082] 在存放容器中包含固态的再生盐，并且所述水软化设备构造成，用于执行根据本发明的方法，
[0083] 所述水软化设备具有用于检测和/或调整存放容器中的液位，特别是液位N1和/或液位N2的装置，
[0084] 并且所述水软化设备包括用于执行、特别是自动执行所述或各所述再生循环的电子控制装置。利用根据本发明的水软化设备，可以以简单的方式确定各个再生循环的耗盐量，由此也可以符合目的地控制各个再生循环的耗盐量，特别是调整到第一额定值SW1，优选迭代地调整。用于检测和/或调整液位的装置只需能够检测或调整一个液位(例如N1或N2)。为此例如可以使用浮动体开关、溢流结构、电容式传感器、用于检测导电性的电极、光学方法、
超声波或微波。作为称重装置，适宜的是经济的称重传感器。再生剂溶液从存放容器向软化装置或具有离子交换树脂的容器中的输送可以通
过喷射器或泵来实现。再生盐(再生剂)多数是NaCl，例如是片剂形式的。
[0085] 本发明的其他优点由
说明书和
附图得出。根据本发明同样可以分别本身单独地或以多个任意的组合采用前面所述并且还要详细说明的特征。所示和所述的实施形式不应理解为穷尽的列举，而是为了说明本发明更多地具有示例性的性质。
附图说明
[0086] 在附图中示出并且参考
实施例详细说明本发明。其中：
[0087] 图1示出用于本发明的水软化设备的一个实施形式的示意图；
[0088] 图2示出在没有再生盐的情况下在填充或吸出水时存放容器包括其内容物的重量的时间曲线；
[0089] 图3示出在存放容器中有固态的再生盐的情况下在装填水并且吸出再生剂时存放容器包括其内容物的重量的时间曲线；
[0090] 图4示出在吸出过程结束时存放容器的重量的时间曲线，所述存放容器具有浮动体操作的机械阀(实线)和吸出口(虚线)；
[0091] 图5示出每个提取循环使用的盐量与所供应的水量和盐
熔化时间的相关性的图线；
[0092] 图6示出根据本发明的方法的第一变型方案的
流程图，其中，再生循环包括多个提取循环并且将所使用的盐量MRZ调整到第一额定值SW1；
[0093] 图7示出根据本发明的方法的第二变型方案的流程图，其中，对质量M1RZ进行迭代式的适配调整，以便经由多个再生循环将MRZ调整到第一额定值SW1；
[0094] 图8示出根据本发明的方法的第二变型方案的流程图，其中，在一个提取循环的内部对多个具有离子交换树脂的容器进行再生，并且对第二额定值SW2进行监控。
具体实施方式
[0095] 图1示出用于本发明的水软化设备1的一个实施形式。这里所介绍的水软化设备1构造成，能够以步骤E1.1)至E1.4)执行提取循环。
[0096] 未经软化的水通过用于生水2的输入口例如由当地的
饮用水网向软化装置21流动。在软化运行中，所述流入的生水通过软化装置21完整或部分地软化并通过用于软化水3的排除口流出，特别是用于本地的水设施，如房屋或住宅的水管系统。
[0097] 软化装置21这里包括装填有可再生的离子交换树脂5的容器4；在另外的实施形式中，也可以设置多个具有离子交换树脂的容器，特别是用于穿梭运行或并行运行。在软化装置21中这里集成了电子控制装置6，所述控制装置总体上控制水软化设备的水流。
[0098] 设置存放容器7，用于软化装置21或离子交换树脂5的再生，在所述存放容器中存放固态的再生盐(再生剂)8，这里是片剂形式的NaCl。在固态的再生盐8的上方存在含水的再生剂溶液9，所述再生剂溶液包含溶解的再生盐8。在再生剂溶液9的表面上，在当前的液位11处漂浮有浮动体(浮子)12，所述浮动体与机械阀13连接。在从存放容器7中吸出再生剂9的情况下，当液位11降低到图1中用虚线示出的下部液位N1时，机械阀13阻止水流。
[0099] 可以利用称重装置14确定存放容器7包括其内容物(即特别是所包含的再生剂溶液或补充状填的水)瞬时的重量或质量。
[0100] 机械阀13在吸出和补充装填管道15的下端上构成，所述吸出和补充装填管道通入存放容器7中。所述吸出和补充装填管道15与泵16连接，借助于所述泵能够从所述存放容器向软化装置21中泵送再生剂溶液9。用于补充水的管道17通入所述吸出和补充装填管道15，在所述用于补充水的管道中设有阀18。通过所述管道17可以将来自输入口2的生水放入存放容器7。
[0101] 已经供应给离子交换树脂5的经使用的再生剂溶液可以通过排出口19排出到排水通道20中。
[0102] 电子的控制装置6特别是可以对称重装置14进行读取，激活和关闭泵16，以及打开或关闭阀18。如果希望，也可以附加地设置传感器(例如在设置在浮动体上)，利用所述传感器可以确定存放容器7中的当前液位。此外，控制装置8可以在软化运行和再生运行之间转换并为此对软化装置21中的阀进行切换(未详细示出)。
[0103] 在再生循环期间，在提取循环中可以如下所述进行：从液位N1 10出发通过管道17、15给存放容器7供应确定质量M1EZ的水，见所示出的液位11。质量增多通过称重装置14监控。一旦供应了质量M1EZ，则关闭阀18。在存放容器7中存在固态的再生盐8，所述再生盐在所供应的水中逐渐溶解，从而形成再生剂溶液9。在供应质量为M1EZ的水之后立即或优选时间延迟地通过管道15利用泵16提取再生剂溶液9。备选地可以通过喷射器从存放容器7中吸出再生剂溶液9(未详细示出)。在提取再生剂溶液9期间的质量减少通过称重装置14确定。一旦当前液位11重新达到液位N1 10，则通过浮动体12操作的机械阀13关闭。总质量减少此时等于M2EZ。
[0104] 所供应的水和所提取的再生剂溶液的体积是相同的。质量差ΔMZEZ＝M2EZ-M1EZ恰好等从存放容器7中提取的并用于再生离子交换树脂5的盐量。不需要确定所述体积本身。可以获知由于再生剂溶液9的不同浓度对所使用的盐量的影响，而不必确定再生剂溶液的浓度。
[0105] 备选地也可以定义一个上部的液位N2，例如通过经由浮动体操作的机械阀来定义，所述机械阀在达到上部的液位N2是关闭(没有详细示出)，以便以步骤E2.1)至E2.4)设置提取循环。
[0106] 图2为了一般性地说明示出在装填和抽出无再生盐的水时存放容器(如图1所示)的重量变化。向上标注的是存放容器包括内容物的重量，向右是时间。分别从确定的液位N1出发填充确定质量M1EZ的水，并且接着重新泵吸到液位N1。
[0107] 在向存放容器中补充装填水(步骤N)时的质量增加和在从存放容器中抽出水(步骤A)时的质量减少是相同的。
[0108] 在图3中现在示出在装填水和在存放容器中抽出再生剂溶液时的重量变化；但现在根据本发明在存放容器中保存固态的再生盐。向上标注的是存放容器包括内容物的重量，向右是时间。这里也分别从确定的液位N1出发填充确定质量M1EZ的水，并且接着重新泵吸到液位N1。
[0109] 所吸出的再生剂溶液(步骤A，这里标注开始和结束)由于盐含量比相应体积的补充装填的水(步骤N，也标注开始和结束)重。对于每个提取循环，绘制的所实现的重量变化AX等于每个提取循环所使用的盐量ΔMEZ。总重量(存放容器+固态再生盐+再生剂溶液+补充装填的水)在每个提取循环之后对应于耗盐量而进一步减少。
[0110] 在图4中示出放大示出在提取结束时存放容器包括内容物的重量变化(见图3的步骤A)。向上标注的是存放容器包括内容物的重量m，向右是时间t。
[0111] 一旦达到预先给定的液位N1，在实线处，通过浮动体操作的机械阀关闭吸出管道，在曲线中可以看到“拐点”。此时液位保持不变并且关于拐点的重量检测时准确的且可再现的。
[0112] 拐点的
位置特别是可以通过确定作为向右标注的时间t的函数的向上标注的重量m的时间梯度dm/dt来确定。在时间导数dm/dt中，拐点的位置作为阶跃可以容易地看出(见所附加的示意性图线)。
[0113] 如果希望，可以在提取的时间内(在左侧在所附加的图线中)定义梯度dm/dt最小绝对值MINB。如果dm/dt的值没有达到值MINB，则可以认定，泵发生故障或管道堵塞，这应通过报警来指示。同样可以对于软化运行的时间(在附加的图线的右侧)定义梯度dm/dt的最大绝对值MAXB，在超过所述最大绝对值时则可以认为存放容器出现不密封性(通常这种不密封性使得再生剂溶液从存放容器中滴落，但有时也可以是这样的，即生水滴入存放容器)。
[0114] 虚线示出没有机械阀的状况，此时，通过吸出和补偿装填管道的吸出口(“下端部”)的竖直位置来确定液位。就是说，从存放容器中提取再生剂溶液，直至液位达到吸出管道的下端部。这里重量逐渐接近最小值(因为不仅逐渐抽吸再生剂溶液，而且也抽吸空气)，没有准确地限定提取过程的结束，并且因此重量检测的精度较低。
[0115] 图5示出每次再生或每个提取循环使用的盐量与所供应的水量和盐溶解时间的相关性。
[0116] 给存放容器供应三个不同的水量：500g(左)、800g(中)、1000g(右)。这力里液位相应地升高。然后等候确定的时间，以便使固态的再生盐溶解。盐溶解时间在t1＝5分钟和t2＝60分钟之间。接下来从存放容器中提取再生剂溶液，直至重新达到原始的液位。所使用的盐量在图示中用ΔX(t)示出。ΔX(t)随着供应给存放容器的水量以及盐解时间的增长而升高。
[0117] 根据本发明的方法检测在再生剂溶液具有不同浓度时实际使用的盐量，而不必确定浓度本身。
[0118] 图6示例性示出根据本发明的用于运行水软化设备的第一实施方案的流程。水软化设备为此特别是可以如图1所示那样构成。
[0119] 在软化运行100中，软化装置用于对流动通过的水进行软化。当水软化设备识别到软化装置耗尽或即将耗尽时，例如根据最后一次再生循环流动通过软化装置的水量，水软化设备切换到再生循环105。所述再生循环105这里包括两个提取循环101、102，在这两个提取循环中分别从存放容器中提取再生剂溶液。
[0120] 在第一个提取循环101中，首先将存放容器中的再生剂溶液(RML)的液位调整110到N1。必要时为此泵出再生剂溶液或填充水；但通常通过前面的提取循环将再生剂溶液的液位调整到N1，从而不许要在步骤110中进行修正。
[0121] 然后将通过电子的控制装置预先规定的量的水，通常是来自所连接的饮用水供应网的质量为M1EZ的生水填充到存放容器中120。此时，存放容器中的液位升高。称重装置跟踪所添加的质量，并且一旦装填了M1EZ，则终止进一步的水供应。
[0122] 所添加的水此时在盐溶解时间内有机会溶解存放容器中的固态再生盐；溶解时间多数在2分钟到24小时之间，优选在5分钟到60分钟之间。
[0123] 然后从存放容器中提取再生剂溶液并且为了再生而将再生剂溶液输送130到软化装置或输送经过位于软化装置处的离子交换树脂，直到液位重新下降到N1。要注意的是，所提取的再生剂溶液这里未经稀释地被引导通过离子交换树脂；但在将再生剂溶液引导到离子交换树脂之前，也可以还对再生剂溶液进行稀释，特别是以便提高besalzung的效率。达到液位N1的时刻通过浮动体来确定，所述浮动体操作机械阀，所述机械阀中断再生剂溶液的抽吸流。同时确定随着提取再生剂溶液发生的质量损失M2EZ。
[0124] 接下来确定140第一提取循环101的差ΔMEZ＝M2EZ-M1EZ。要注意的是，备选地也可以直接通过在步骤120开始时测得的存放容器包括其内容物的重量(质量)与在步骤130结束时测得的存放容器包括其内容物的重量(质量)确定差ΔMEZ。
[0125] 然后检查，差ΔMEZ是否小于第一额定值SW1，见步骤150；所述第一额定值SW1等于为整个再生循环105设定的要提取的盐量。如果检查的结果是肯定的，如在所示出的变型方案中按，则现在接着进行第二再生循环102。
[0126] 第二再生循环102首先也包括，将再生剂溶液的液位调整到N1，这已经在步骤130中进行并且因此不需要其他措施。步骤130这里因此属于两个再生循环101、102。如果希望，在这个时刻可以附加地再次检查并且必要时修正(未详细示出)存放容器中的液位。
[0127] 接着，再次向存放容器中放入160质量为M1EZ的水；通常第二个提取循环102的质量M1EZ与第一个提取循环102的质量M1EZ不同，特别是小于第一个提取循环101的质量M1EZ。
[0128] 然后，又在经过确定的盐溶解时间之后再次泵出再生剂溶液并也将其供应给软化装置，以便进一步对软化装置进行再生，直到液位重新降低170到N1。这里也确定质量损失M2EZ。
[0129] 根据步骤180得到第二个提取循环102的M2EZ和M1EZ的差ΔMEZ。
[0130] 接着检查190，再生循环目前为止的各提取循环101、102的差ΔMEZ的和是否还低于第一额定值SW1。在所示变型方案中，不是这样；因此在该再生循环105中不再进行其他提取循环。目前为止各次提取循环101、102的差ΔMEZ的和此时等于整个再生循环105中使用的盐量MRZ。
[0131] 要注意的是，所使用的盐量MRZ也可以作为在步骤120开始时以及在步骤170结束时存放容器包括其内容物的质量的差直接确定。
[0132] 此时，利用新再生的软化装置可以重新开始软化循环100的下一个阶段。
[0133] 如果目前为止的差ΔMEZ在步骤190中仍低于第一额定值，则还可以接着进行第三个提取循环，并且以此类推(没有详细示出)。同样在值ΔMEZ超过第一额定值SW1的情况下可以在步骤150中立即、即没有第二个再生循环102地转换回到软化运行100(没有详细示出)。
[0134] 图7示出根据本发明的水软化设备的运行方法的第二变型方案，这个运行方法大部分与第一变型方案类似，因此这里仅说明主要区别。
[0135] 在这个变型方案中，自动执行水软化设备的再生循环的电子的控制装置首先读取质量M1EZ的标准值，利用这个标准值通常对于每个再生循环105可以仅在一个提取循环101中就达到对应于第一额定值SW1的所用盐量MRZ。软化循环100的各阶段与再生循环105相交替。
[0136] 在每个再生循环105中这里仅进行一个提取循环101，这个提取循环具有以下步骤：将再生剂溶液(RML)调整到液位N1 110、供应质量为M1EZ的水120、提取再生剂溶液(RML)直到回到液位N1并同时确定质量损失M2EZ 130以及确定差ΔMEZ 140，如上面已经说明的那样。这里，在第一个再生循环105中，对于M1EZ采用在步骤210中加载的标准值。由于只进行一个提取循环101，ΔMEZ等于在该再生循环105中使用的总盐量MRZ 220。
[0137] 然后检查，MRZ是否低于第一额定值SW1 230。如果是，则对于下一个再生循环预先设置，在所述下一个循环中应使用比刚结束的再生循环105中更大的盐量M1EZ 240。通常，电子的控制装置在这个时刻定量地确定下面将使用的值M1EZ并存储该值。
[0138] 备选或附加地也可以在这个时刻确认，在下一个再生循环中应在步骤120和130之间采用更长的盐溶解时间241。如果以目前的盐溶解时间仍未达到饱和浓度，则通过更长的盐溶解时间可以提高再生剂溶液的浓度。
[0139] 同样备选地或附加地，在这个时刻可以确认，软化运行100接下来的阶段相对于标准时长缩短242，以便对在再生循环105中软化装置的仅部分地重新建立的软化能力予以考虑。这种缩短特别是可以与MRZ低于SW1的程度成比例地进行。
[0140] 然后，切换到软化运行100的下一个阶段。
[0141] 如果在步骤230中确认，MRZ不低于SW1，则此时检查，MRZ是否高于SW1 250。如果是，则对于下一个再生循环预先设置，在这个再生循环中应使用比刚结束的再生循环101小的盐量M1EZ 260。通常，电子的控制装置在这个时刻定量地确定下面将使用的值M1EZ并存储该值。然后，切换到软化运行100的下一个阶段。
[0142] 如果在步骤250中确认，MRZ不高于SW1，则来自刚结束的再生循环105的MRZ恰好等于第一额定值SW1(对此也可以定义确定的间隔/差距(Intervall))，并且可以在不对用于下一个再生循环的质量M1EZ进行改变的情况下转换到软化运行100。
[0143] 在图8中示出根据本发明的水软化设备的运行方法的第三变型方案，这里仅说明与前面的实施方案的主要区别。在这个变型方案中，软化运行100和再生循环105也交替进行。在每个再生循环105中这里分别仅设有一个提取循环301。
[0144] 在这个提取循环301中首先进行的是，将再生剂溶液(RML)调整到液位N2 310，为此在必要的情况下还可以向存放容器中添加水或可以泵出再生剂溶液。备选地也可以将当前的液位简单地确定为N2。
[0145] 然后，将来自存放容器的质量为M3EZ的再生剂溶液泵入软化装置320；利用称重装置确定质量M3EZ的或其重量。在所示变型方案中，首先将质量M3EZ的第一部分输送到具有离子交换树脂的第一容器中321，以便使其再生。接着，将质量M3EZ的第二部分输送到带有离子交换树脂的第二容器中322，以便也使其再生。
[0146] 此时没有用再生剂溶液加载的容器这里在再生循环105期间保持软化功能。
[0147] 然后进行的是，向存放容器中添加水，直到在存放容器中重新达到液位N2 330。这里，存放容器的质量增加M4EZ通过称重装置确定。
[0148] 然后确定差ΔMEZ＝M3EZ-M4EZ 340。这个差ΔMEZ等于在再生中总体上使用的盐量MRZ 350。备选地也可以作为在步骤320开始时和在步骤330结束时存放容器包括其内容物的质量的差直接确定ΔMEZ或MRZ。
[0149] 在所示变型方案中现在检查，MRZ是否低于第二额定值SW2 360。第二额定值定义盐的最小量，所述盐的最小量是为了重新建立恰好仍能使用的软化功能而对软化装置进行的部分再生至少需要的盐量。
[0150] 只要在存放容器中仍存在固态的再生盐，则在执行再生循环105时通常MRZ就不会低于第二额定值SW2；在这种情况下可以认定的是，已经充分地重新建立了软化装置的软化功能，并且能够返回到软化运行100中。
[0151] 如果MRZ低于第二额定值SW2，则无法继续保持软化功能，并且切换到特殊运行103。此时，出发报警消息370并且例如在电子的控制装置长产生长报警音。此外，在所示变型方案中，水软化设备转移到旁路运行380中，在这种运行中，软化装置被锁定，并且关于软化装置建立用于流入的水的旁路，从而在水软化设备的出口处直接提供未经软化的生水。只有在装填了固态再生盐之后才能转换回到(具有再生循环105和软化运行100的各阶段的)正常运行中，所述正常运行通常以再生循环105开始。
[0152] 总而言之，本发明涉及一种用于运行水软化设备(1)的方法，其中确定在各次再生循环(105)中使用的再生盐量。将包含固态再生盐(8)的存放容器(7)设置在称重装置(14)上。在一次再生循环(105)中按任意的顺序执行：从存放容器(7)中提取至少一次再生剂溶液(9)，将所述再生剂溶液供应给软化装置(21)，并且向存放容器(7)中补充装填至少一次水，从而液位(11)总体上不变。通过再生循环(105)总体上发生的、由于所提取的再生剂溶液(9)与补充装填的水的密度差导致的质量减少利用称重装置(14)确定并且对应于在再生循环(105)中使用的盐量MRZ。特别是可以作为在该再生循环(105)中的所有提取循环(101、102；301)中分别提取的盐量ΔMEZ的和确定在一个再生循环(105)中提取的盐量MRZ。利用本发明可以简单地准确确定再生循环的耗盐量。
[0153] 附图标记列表
[0154] 1 水软化设备
[0155] 2 用于生水的输入口
[0156] 3 用于经软化的水的排出口
[0157] 4 容器
[0158] 5 离子交换树脂
[0159] 6 电子的控制装置
[0160] 7 存放容器
[0161] 8 固态再生盐
[0162] 9 再生剂溶液
[0163] 10 液位N1
[0164] 11 再生剂溶液的当前液位
[0165] 12 浮动体
[0166] 13 机械阀
[0167] 14 称重装置
[0168] 15 吸出和供应管线
[0169] 16 泵
[0170] 17 用于补充装填水的管线
[0171] 18 用于补充装填水的阀
[0172] 19 已使用的再生剂溶液的排出口
[0173] 20 排水通道
[0174] 21 软化装置
[0175] 100 软化运行
[0176] 101 第一次提取循环
[0177] 102 第二次提取循环
[0178] 103 特殊运行
[0179] 105 再生循环
[0180] 110 将RML调整到N1
[0181] 120 供应质量为M1EZ的水
[0182] 130 提取RML到N1，确定质量损失M2EZ
[0183] 140 确定ΔMEZ
[0184] 150 检查ΔMEZ
[0185] 170 提取RML到N1，确定质量损失M2EZ
[0186] 180 确定ΔMEZ
[0187] 190 检查ΣΔMEZ
[0188] 200 MRZ＝ΣΔMEZ
[0189] 210 装置标准值M1EZ
[0190] 220 MRZ＝ΔMEZ
[0191] 230 检查MRZ
[0192] 240 对于下一次RZ提高M1EZ
[0193] 241 对于下一次RZ延长盐溶解时间
[0194] 242 缩短软化运行的下一个阶段
[0195] 250 检查MRZ>SW1？
[0196] 260 对于下一次Rzjiangdi M1EZ
[0197] 301 提取循环
[0198] 310 将RML调整到N2
[0199] 320 提取质量为M3EZ的RML
[0200] 321 向容器1中输送
[0201] 322 向容器2中输送
[0202] 330 添加水到N2，确定质量增加M4EZ
[0203] 340 确定ΔMEZ
[0204] 350 MRZ＝ΔMEZ
[0205] 360 检查MRZ
[0206] 370 报警消息
[0207] 380 旁路运行
[0208] A 吸出步骤
[0209] N 补充装填步骤
[0210] RML 再生剂溶液
[0211] RZ 再生循环
