Besturing computers voor waterontharders

cappers sca-19 waterontharder besturing
Cappers SCA-19 waterontharding besturingseenheid

In dit artikel wordt nader ingegaan op de besturingseenheid van een waterontharder. Deze besturingseenheid bepaalt het moment van regenereren en stuurt tijdens het regenereren de kleppen aan van de leidingen die op de waterontharder zijn aangesloten. Tijdens dit regenereren wordt het verzamelde kalk en magnesium uit de ionenwisselaar verwijderd met water waarin regeneratiezout is opgelost. Dit is een proces wat geheel automatisch wordt uitgevoerd.

Bekendste fabrikanten van besturingseenheden

fleck 5600 sxt waterontharder besturing
Fleck 5600 SXT een van de populairste besturingen van waterontharders

De bekendste fabrikanten van besturingen Autotrol, Cappers, Clack en Fleck. Daarnaast gebruiken de zeer grote fabrikanten van waterontharders de door hen zelf gefabriceerde besturingen zoals bij BWT, Culligan, Delta, Ecowater, Erie, General Electric, Harvey's en Kinetico.

Wat zijn de taken van de besturingseenheid van de waterontharder?

De belangrijkste taken van de besturingseenheid zijn:

  • volume ontharde water en/of tijd meten sinds het laatste regeneratiemoment
  • regeneratiemoment bepalen
  • regeneratieproces besturen
  • optioneel: verplichte regeneratie na maximaal 14 dagen

Watervolume meten sinds laatste regeneratiemoment

Moderne besturingscomputers voor ionenwisselaars meten bijna zonder uitzondering het volume van het ontharde water sinds de laatste regeneratie. Dat was vroeger anders, toen werd met een tijdklok alleen maar het aantal verstreken dagen gemeten sinds de laatste regeneratie. Hierbij ging men voor het gemak er van uit dat het waterverbruik iedere dag ongeveer gelijk was en het na een aantal dagen weer nodig was om te regenereren.

Verbruikte je minder water dan normaal dan was regenereren eigenlijk niet nodig en gebruik je indirect meer onthardingszout dan strikt noodzakelijk. Verbruikte je meer water dan gemiddeld dan bestond de kans dat alle onthardingscapaciteit was verbruikt en je weer hard water kreeg. Dat men vroeger het volume van het ontharde water niet kon meten kwam omdat dit destijds een moeilijke en zeer kostbare techniek was.

sears kenmore turbine water softener 7117858 waterontharder turbine
water turbine meet het volume

Tegenwoordig, met de komst van kleine, lichte en zeer sterke magneten op basis van "zeldzame aarde metalen" zoals neodymium en met moderne elektronica is het mogelijk geworden om het volume van het ontharde water simpel en goedkoop te meten.

In de uitgaande waterleiding van de waterontharder bevindt zich een heel kleine turbine. Zodra zacht water uit de waterontharder stroomt, zal de turbine gaan draaien. In die turbine bevinden zich minuscuul kleine magneetjes die zorgen dat tijdens het draaien een wisselend magnetisch veld ontstaat. Met een hall-sensor kan dit wisselend magnetisch veld eenvoudig en goedkoop worden gemeten. Deze informatie wordt aan de besturingscomputer doorgegeven en die hoeft alleen maar het aantal wisselingen bij te houden die een maat zijn voor het volume van het ontharde water.

turbine water ontharder technische tekening
water turbine (24 & 25) van een waterontharder

Tijd meten

Ondanks dat tegenwoordig het volume van het ontharde water goedkoop gemeten kan worden, zijn nog steeds waterontharders te koop die alleen maar op basis van tijd regenereren. Dit type besturingscomputers, feitelijk is het geen computer maar een tijdklok, is goedkoper te produceren en daarom tref je dit model meestal aan in de zeer goedkope waterontharders. Dit ondanks dat de fabrikant weet dat, voor particulieren, dit een verkwistende techniek is omdat onnodig veel onthardingszout en spoelwater wordt gebruikt.

Op bovenstaande is één uitzondering, bij industriële processen is vaak wel sprake van een stabiele hoeveelheid waterverbruik per tijdseenheid en dan is het regenereren op basis van tijd wel slim.

Regeneratiemoment bepalen

Een besturingscomputer kan op basis verschillende technieken een regeneratiemoment kiezen. Die technieken zijn:

  • tijdgestuurd
  • volume-direct
  • volume-uitgesteld
  • volume-uitgesteld proportioneel

Details en hun voor- en nadelen zijn te vinden in het artikel regeneratie technieken.

Bij tijdgestuurd regenereren wordt na een vast aantal dagen of op van te voren te bepalen dagen, bijvoorbeeld maandag - woensdag - zaterdag, het regenereren gestart

Bij volume direct, wat zonder uitzondering wordt gebruikt bij op waterdruk gebaseerde systemen (deze hebben immers geen computer, dus ook geen tijd), wordt het volume gemeten van het ontharde water en zodra alle onthardingscapaciteit is gebruikt start direct het regenereren.

Specifiek bij simplex waterontharders op waterdruk is dat een nadeel en zijn daarom niet populair. Dit komt omdat die, juist tijdens het gebruik plotseling gaan regenereren en dan tijdelijk hard water leveren. Duplex waterontharders op basis van waterdruk daarentegen hebben hier juist geen last van en leveren altijd onthard water.

De meest toegepaste techniek voor het bepalen van het regeneratiemoment is volume-uitgesteld, wat wij liever volume-vervroegd noemen. Met deze techniek wordt het volume van het ontharde water gemeten. Alleen voordat alle onthardingscapaciteit is verbruikt zal eerder dan strikt noodzakelijk de ionenwisselaar worden geregenereerd op een vast in te stellen moment. Dat moment is zodanig gekozen dat de bewoners vrijwel zeker geen water gebruiken. Want tijdens het regenereren leveren de simplex waterontharders geen onthard water. Meestal is dit moment twee uur in de nacht.

Volume uitgesteld proportioneel is gelijk aan volume uitgesteld alleen wordt het zoutgebruik exact afgestemd op het verbruikte water en combineert de voordelen van volume direct en volume uitgesteld regenereren.

Regeneratieproces besturen

klep waterontharder besturing
zuiger met uitsparingen bedient vele waterstromen

De besturing van de waterontharder bestuurt het regenereren door voor een bepaalde duur de "kleppen" open en dicht te zetten van verschillende leidingen. Er worden twee technieken gebruikt voor het open en sluiten van de "kleppen". De oudste en zeer veel toegepaste techniek is een zuiger met verschillende uitsparingen die tijdens het naar boven en onder bewegen bepaalde waterstromen mogelijk maakt.

De andere techniek die onder andere wordt toegepast bij op waterdruk werkende waterontharders is een schijf met bepaalde kamers die tijdens het regenereren langzaam roteert en bepaalde waterstromen mogelijk maakt. De verschillende waterstromen maken allemaal gebruik van de waterdruk uit het waterleidingnet. Zelfs voor het zuigen van zout water uit de zoutvoorraad is geen pomp benodigd maar maakt men gebruik van een venturi. Met deze "kleppen" worden de volgende processtappen mogelijk gemaakt:

  • Backwash (in omgekeerde richting schoonspoelen)
  • Brine rinse (met zout water doorspoelen)
  • Rapid rinse (snel schoonspoelen)
  • Brine fill (zoutvoorraad met water vullen)

Bovenstaande vier processtappen zijn de gebruikelijke stappen bij een waterontharder met "natte zoutvoorraad". Bij een "droge zoutvoorraad" zijn de meest gebruikelijke processtappen: Fill: zoutvoorraad met water vullen, Brining: met zout water spoelen, Brine rinse: eerste spoelbeurt, Backwash: in omgekeerde richting schoonspoelen en Fast rinse: laatste spoelbeurt.

Backwash

De kunsthars korrels in de ionenwisselaar worden boven en onder in de cilinder tegengehouden door een zeer fijne filter waardoor deze minuscule kleine korrels niet in het drinkwater komen of worden weggespoeld. Door dit filter stroom onder andere het onbehandelde leidingwater. Daarin kan sediment in zitten als geen gebruik wordt gemaakt van een sedimentfilter. Tijdens de backwash fase wordt water in tegengestelde richting (dus richting de ingang van de waterontharder) water gespoeld die eventuele vervuiling op de filter wegspoelt. Dit water wordt afgevoerd naar het riool.

Brine rinse

Deze fase is de kern van het regeneratieproces en wordt de ionenwisselaar daadwerkelijk geregenereerd. In deze processtap wordt zout water uit de zoutvoorraad gezogen door middel van een venturi en wordt dit zoute water door de ionenwisselaar gespoeld. Hierbij vindt exact het omgekeerde proces van waterontharding plaats. Nu wordt het verzamelde kalk en magnesium juist opgenomen door dit zoute water en staat dit zoute water natrium ionen af aan de kunsthars korrels. Na deze fase zou de ionenwisselaar weer dagenlang water kunnen ontharden, alleen bevindt zich in de onthardingscilinder nog zout water met kalk en magnesium en dat moet er eerst uit.

Rapid rinse

Het eventuele zout en andere stoffen die tijdens het regenereren zijn achtergebleven worden in deze "snelle schoonmaakbeurt" verwijderd door water door de ionenwisselaar te laten stromen die daarna in het riool wordt geloosd. Dit voorkomt een eventuele zoute smaak van het water direct na een regeneratie.

Brine fill

In deze fase wordt het water in de zoutvoorraad weer aangevuld zodat bij de volgende regeneratiecyclus weer nieuw zout water beschikbaar is.

Optioneel: verplichte regeneratie na 14 dagen

Om tijdens afwezigheid mogelijke bacteriegroei in de waterontharder tegen te gaan is het gebruikelijk dat de besturing na een bepaalde periode gaat regenereren ondanks dat op basis van het volume van het ontharde water dit nog niet nodig is. Voor waterontharders met een CE markering is dit zelfs verplicht. In de besturingscomputer kan dit worden ingesteld met de instelling "days overide".


Foutje of aanvulling? Gebruik het reactieformulier.

 

wij gebruiken cookies
dat accepteer ik
meer informatie