In der Schwimmbadtechnik wird immer wieder nach neuen Lösungen gesucht, wie das Wasser kostengünstig rein gehalten werden kann. Der Redox-Sensor ist dabei unverzichtbar.
Redox-Sensor in der Schwimmbadtechnik: Unverzichtbar für klares Wasser
Wer die Zeit im Freibad oder in der Schwimmhalle genießt, denkt kaum über den Redox-Sensor oder die übrige Technik nach, die im Hintergrund arbeitet und dafür sorgt, dass das Wasser sauber und möglichst frei von Keimen ist. Erst dann, wenn alles nach Chlor müffelt, fragt sich so mancher, was hier denn los sei. Der Geruch wird oft mit zu viel Chlor verbunden und schon wird die Angst um Leib und Leben geschürt. Dabei ist das Gegenteil der Fall: Riecht es nach Chlor, muss aufgrund einer mittlerweile hohen Keimbelastung nachgechlort werden. Das gesamte System, das hinter dem sauberen Wasser steht, baut auf potentiometrische Sensoren, die das Redoxpotential und den pH-Wert messen und anzeigen, wann es Zeit für eine Aufbereitung ist. Der vollautomatische Redox-Sensor ist mittlerweile unverzichtbar in der Schwimmbadtechnik und stellt die gleichbleibend hohe Wasserqualität sicher.
Der vollautomatische Redox-Sensor ist mittlerweile unverzichtbar in der Schwimmbadtechnik und stellt die gleichbleibend hohe Wasserqualität sicher. (#01)
Redox-Sensor im Regelsystem des Schwimmbads
Die Firma Wallace Tiernan, die eine Bereichsgesellschaft der Industrial Solutions and Services von Siemens ist, stellte das Cedox-Verfahren vor, welches patentiert wurde. Damit ist es möglich, den Chlorwert im Schwimmbad oder in Badebecken genau zu regeln. Abhängig ist der Chlorwert hierbei von der Wasserqualität, das heißt, beide hängen eng zusammen. Für die Badegäste bedeutet das, dass die Qualität des Wassers sehr hoch ist, was wiederum heißt, dass ein Optimum an Hygiene herrscht. Das Baden wird mit der entsprechenden Wasseraufbereitung deutlich sicherer.
Gleichzeitig kann der Anspruch erfüllt werden, dass so wenig Chlor wie möglich verwendet wird. Immerhin handelt es sich um eine Chemikalie, der die meisten Badegäste lieber aus dem Weg gehen würden. Auf Hygiene können und wollen sie jedoch nicht verzichten. Damit aber nicht mehr als unbedingt nötig eingesetzt wird, bietet sich das Cedox-Verfahren an. Diese Regelung gehört zum Measurement in Schwimmbädern und wird unter dem Namen „Depolox Pool“ gehandelt. Die vollautomatische Messung der Wasserqualität umfasst bis zu sieben Parameter, die gleichzeitig aufgenommen und ausgewertet werden. Dabei zeichnet sich das System durch die folgenden Eigenschaften aus:
- modularer Aufbau
- Inbetriebnahme der einzelnen Module durch Plug and Play
- keine aufwendige Konfiguration nötig
- leichte Einstellung der gewünschten Parameter
- Anzeige der Daten in verschiedenen Darstellungen möglich
- Nutzung angepasster Software möglich
Die vollautomatische Überwachung der Wasserqualität ist damit im Schwimmbad ebenso möglich wie im heimischen Pool. (#02)
Die Messdaten, die hier genommen werden, sowie die Grenz- und Sollwerte können in verschiedenen Darstellungsweisen angezeigt werden. So ist die Darstellung als Zahlenwert ebenso möglich wie als Balkendiagramm oder als Liniengrafik. Damit das System vor Ort perfekt angepasst werden kann, können spezielle Software-Applikationen genutzt werden. Die vollautomatische Überwachung der Wasserqualität ist damit im Schwimmbad ebenso möglich wie im heimischen Pool. Genau dies ist das Ziel, denn die Qualität des Schwimmwassers soll immer so hoch wie möglich sein und vor allem auf einem kontinuierlich hohen Niveau gehalten werden. Nur dann ist die nötige Sicherheit und die geringstmögliche Keimbelastung zu realisieren.
Folgende Parameter werden durch das Measurement System aufgenommen:
- freies Chlor
- pH-Wert
- Redoxpotential
- gebundenes Chlor
- Gesamtchlor
- Leitfähigkeit
- Temperatur
- Dosiermenge (z. B. für Gasanlagen)
Herkömmliche Messgeräte für die Wasseraufbereitung bieten nur die ersten drei Messdaten an, es ist hier kein Sensor für Temperatur oder Leitfähigkeit enthalten. Doch gerade die Temperatur muss überwacht werden, wenn Aussagen zum pH-Wert getroffen werden sollen! Immerhin ist dieser Wert vor allem auf die Temperatur sensibel und es müssen bei der Messung des pH-Wertes Temperaturen bestenfalls automatisch kompensiert werden. Das neue System hingegen misst alle relevanten Parameter und ist damit für die Wasseraufbereitung unverzichtbar geworden.
Die patentierte Cedox-Regelung (eine Kurzform für die Bezeichnung Chlor-Redox) erlaubt nun, die Zugabe von Chlor auf ein Minimum zurückzuschrauben. Der Grund: Der Redox-Sensor wird berücksichtigt, der die Redoxspannung ermittelt hat. Die Cedox-Regelung gilt damit als Chlorüberschuss-Regelung, die belastungsoptimiert arbeitet.
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Redox-Sensor: Umfassende Technik sorgt für sauberes Wasser
Für die Messung der Parameter über Redox-Sensor und weitere Sensoren sowie die entsprechende Aufbereitung des Wassers braucht es eine umfassende Technik, die im Depolox-System vorliegt. Jeder Sensor ist hochleistungsfähig und arbeitet nach den speziellen Algorithmen, die für das System entwickelt worden sind. Diese wiederum steuern die Dosiereinrichtungen an, sodass das Chlor nur noch in geringen Maßen und auch nur dann abgegeben wird, wenn es wirklich nötig ist. Damit die DIN-Grenzwerte für gebundenes Chlor vorschriftsgemäß eingehalten werden, wird ein Freigabekontakt genutzt, der die Pulver-Aktivkohle oder die UV-Anlage des Systems ansteuert.
Ein Adaptionsvorgang unterstützt die Einstellungen, die für die Regelungen zur Chlorzugabe entwickelt worden sind. Die bisher üblichen Optimierungen, die oft tagelang dauerten und manuell vorgenommen werden mussten, entfallen durch dieses vollautomatische System. Das Adaptionsprogramm ist in der Lage, eigenständig die nötigen Parameter für die Regelung des Systems zu ermitteln und zu optimieren, was die bestmögliche Regelqualität verspricht. Die Mengenbegrenzung von Gas-Dosieranlagen wird über eine Stellerpositions-Rückmeldung direkt umgesetzt, die genaue Dosiermenge bzw. die Dosierleistung kann exakt angezeigt werden.
Das Depolox-System nutzt ein Elektronikmodul und eine Durchflussarmatur als Hauptkomponenten, dazu kommen Redox-Sensor und weitere Messmodule. Das Elektronikmodul ist dafür zuständig, das Prozessmanagement zu steuern und zu realisieren. Es verarbeitet die aufgenommenen Messdaten weiter und kann sie visualisieren. Das Grafikdisplay, das mit einer Hinterleuchtung arbeitet, zeigt die gemessenen Parameter gleichzeitig an, sodass kein langes Suchen nach dem gerade benötigten Wert nötig ist. Dabei erfolgt eine kontinuierliche Aufzeichnung aller Daten, die gerade gemessen werden. Die Liniengrafik kann bis zu vier Parameter und deren Verlauf über einen Zeitraum von sieben Tagen anzeigen.
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Außerdem sind verschiedene Reglerausgänge und Sicherheitsfunktionen integriert worden, sodass auch bei Fehlfunktionen oder fehlerhaften Messungen Alarm geschlagen wird. Stellmotoren, Pumpen verschiedener Art sowie die Alarmkontakte und deren Reglerausgänge können vom Anwender frei konfiguriert werden. Ebenfalls möglich ist die Mehrfach-Zuordnung von bestimmten Ereignissen. Zu diesen Ereignissen gehörten das Überschreiten von Grenzwerten, ein Ausfall des Messwassers oder ein Sammelalarm sowie verschiedene weitere Vorkommnisse, die untersucht werden müssen.
Die Sicherheitsfunktionen des Systems sind umfassend und schützen neben dem Redox-Sensor die gesamte Sensorik und Elektronik. Fällt die Umwälzung aus, schaltet sich das System zur Sicherheit ab. Diese Funktion wird auch dann ausgeführt, wenn der Dosierbehälter leer ist oder wenn das Messwasser ausfällt. Ebenfalls enthalten sind die Überwachung der Dosierzeit und die Verzögerung dieser Zeit.
Das System nutzt verschiedene Schnittstellen, um die geforderte Automatisierung und Visualisierung zu erreichen. Außerdem werden webbasierte Applikationen eingesetzt. Die serielle Kopplung an Simatic S7-Steuerungen ist ebenso möglich wie die Visualisierung über eine Software, die mit Windows kompatibel ist. Außerdem ist die Anbindung an weitere Systeme zur Visualisierung möglich, was über einen OPC-Server funktioniert. Die Wartung des Systems ist als Fernwartung oder per Internet möglich, dazu wird der ChemWeb-Server genutzt.
Laut Hersteller ist es besonders einfach, Redox-Sensor und Co. auszutauschen. (#04)
Redox-Sensor und weitere Sensoren in einem modernen Aufbereitungssystem
Das Durchflussmodul des Systems ist so konzipiert, dass es zugleich fünf Sensoren aufnehmen kann. Der Chlorsensor ist als robuster Drei-Elektroden-Sensor konstruiert worden. Die langzeitstabilen Messergebnisse werden durch die folgenden Charakteristika garantiert:
- konstanter Durchfluss des Messwassers
- optimierte Anströmung der gesamten Sensorik
- hydrodynamische Sandreinigung aller Messelektroden
Im Durchfluss-Modul ist ein Multi-Sensor verbaut, der hier den Durchfluss des Messwassers überwacht und dessen Temperatur regelmäßig aufzeichnet. Außerdem ist dieser Sensor für den Potentialausgleich zuständig, der großflächig vorgenommen werden muss. Der Durchflusskörper ist klarsichtig und erlaubt eine gute optische Kontrolle der gesamten Sensorik, die im System verbaut worden ist. Gleichzeitig ist es laut Hersteller besonders einfach, Redox-Sensor und Co. auszutauschen. Die Inbetriebnahme soll ebenso einfach wie die Nachrüstung oder der Wechsel möglich sein, so versprechen es die Wallace & Tiernan. Hier greift das Plug and Play Prinzip und erlaubt den einfachen Austausch sämtlicher Sensoren.
Nach dem Kauf soll das neue System in der Regel schnell auf die Bedingungen im Pool oder Schwimmbad eingestellt werden, hier ist im öffentlichen Freibad eine ähnliche Verfahrensweise wie in privaten Pools denkbar. Damit das System möglichst rasch auf die aktuell herrschenden Bedingungen an seinem Arbeitsort eingestellt werden kann, ist die Wahl zwischen verschiedenen Applikationen möglich.
Die Steuerung der Prozesse ist über ein integriertes Pool-Management möglich, das sich als besonders umfangreich erweist. Hier sind verschiedene Funktionen nutzbar wie die Dosierung der einzusetzenden Desinfektionsmittel oder es kann die Umwälzleistung angepasst werden. Der gemessene pH-Wert lässt sich korrigieren, UV- und PAK-Anlage werden gesteuert. Des Weiteren ist die Berechnung und Zugabe der Flockungsmittel möglich.
Nach dem Kauf soll das neue Messsystems mit Redox-Sensoren in der Regel schnell auf die Bedingungen im Pool oder Schwimmbad eingestellt werden. (#03)
Redox-Sensor bei seltener Nutzung des Schwimmbades
Nicht nur der Redox-Sensor ist betroffen, wenn das Schwimmbad oder der Pool nur selten genutzt wird. Schon in der Nacht steht die gesamte Sensorik vor dem Problem, dass ein angepasster Betriebsmodus nötig ist. Schließlich muss das System nicht mit voller Kraft laufen, wenn diese Leistung gar nicht benötigt wird! Depolox-Pool nutzt dafür den Economic-Modus, der nicht nur nachts angeschaltet werden kann, sondern auch tagsüber, wenn nur weniger Besucher das Schwimmbad nutzen. Hierfür misst das System die Parameter, die für die Aufbereitung des Wassers nötig sind und die in der DIN 19643 festgelegt wurden.
Diese Hygieneparameter müssen in jedem Fall erfüllt sein. Haben die Messungen ergeben, dass die Werte erreicht wurden, wird diese Information an die Steuerung des Schwimmbads weitergeleitet. Nun wird die Umwälzung abgesenkt, was wiederum über den Digital-Eingang an das Elektronikmodul weitergegeben wird. Die Regelung bleibt konstant auf hohem Niveau und ist optimal an die gegebenen Verhältnisse angepasst. Somit werden die geforderten Parameter auch bei ökonomischer Nutzung des Systems erfüllt.
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