CN110462126A - 用于去除加热元件上水垢沉积物的方法以及被配置为执行该方法的家用器具 - Google Patents

用于去除加热元件上水垢沉积物的方法以及被配置为执行该方法的家用器具 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于去除加热元件(1)上的水垢沉积物的方法(100)。该方法(100)包括：打开(101)该加热元件(1)以便加热该加热空间(3)中的液体；确定(103)该加热元件(1)的第一温度值(Tv1)和/或在该液体加热期间的第一时间段(tp1)。该方法(100)进一步包括关闭(105)该加热元件(1)并且在该加热元件(1)的第二温度值(Tv2)时打开(107)该加热元件(1)并将该加热空间(3)中的液体再次加热直到该加热元件(1)的温度达到与该第一值(Tv1)相关的第三值(Tv3)和/或直到达到与该第一时间段(tp1)相关的第二时间段(tp2)。进一步地，提供了一种家用器具(5)。

Description

用于去除加热元件上水垢沉积物的方法以及被配置为执行该 方法的家用器具
技术领域
本文的实施例涉及一种用于去除加热元件上水垢沉积物的方法，尤其涉及一种用于去除布置在家用器具中的加热元件上水垢沉积物的方法、以及一种被配置为执行该方法的家用器具。
背景技术
家用器具(例如，洗碗机或者洗衣机)中的水加热元件用于将水加热到适合于在家用器具中使用的某预期温度。
在加热元件接触水的区域，水垢将容易在加热元件上形成，使得水垢层随时间沉积，逐渐降低加热元件的加热能力。在供给的水是所谓的硬水的地区尤其是这种情况，硬水即由于长时间与岩石基质接触而包含一定百分比的钙镁碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、或者氯化物的水。
形成在加热元件上的水垢使元件效率降低，并且可能进一步地导致加热元件的永久性损坏。这可以通过一旦可以检测到加热元件上存在水垢便将加热元件除垢来避免。
根据用于加热元件除垢的常规方法，加热元件发生可以例如由超声波产生的振动。
US 8882346描述了通过将电阻加热到超过电阻的工作温度同时电阻保持在清洗液上方以去除电阻上的钙质沉积物的另一个方法。加热后将电阻关闭。
然而，上述已知方法并不准确和可靠，并且需要加热元件震动或者将加热元件加热到可能导致加热元件损坏的温度。
发明内容
本文中的实施例的目的是提供一种用于去除包含于家用器具中的加热元件上的水垢沉积物的改进型方法。
根据一个方面，提供了一种用于去除加热元件上的水垢沉积物的方法，该加热元件被布置为加热家用器具的加热空间中的液体。
因为加热元件被布置为加热该加热空间中的液体，所以加热元件与液体之间的热能传递是可能的。液体可以是例如水。水可以是饮用水。
该方法包括将加热元件打开以便加热该加热空间中的液体、以及确定该加热元件的第一温度值和/或该液体加热期间的第一时间段。
因此，在液体加热期间，确定加热元件的参考温度值和/或参考时间段。换句话说，加热元件的第一温度值代表加热元件的第一参考温度值，并且第一时间段代表将用于本文中描述的方法中的参考时间段。
该方法进一步包括关闭该加热元件并且在该加热元件的第二温度值时打开该加热元件以及将该加热空间中的液体再次加热直到该加热元件的温度达到与该第一值相关的第三值和/或直到达到与该第一时间段相关的第二时间段。
每次打开加热元件时，加热元件的温度上升，并且每次关闭加热元件时，加热元件的温度下降。因而，通过打开和关闭加热元件，实现加热元件温度的温度振荡。因此，通过将加热元件打开、关闭、以及再次打开，加热元件发生温度变化。
加热元件的第三温度值与第一值相关，即，在第三值与第一值之间有相关性。换句话说，第三值取决于第一值并且可以取决于第一值被控制。
以类似的方式，第二时间段与第一时间段相关，即，在第二时间段与第一时间段之间有相关性。换句话说，第二时间段取决于第一时间段并且可以取决于第一时间段被控制。
因此，通过打开加热元件、关闭加热元件、以及再次打开加热元件，所述加热元件发生加热元件的温度振荡循环，即，加热与降温循环，使加热元件上的水垢沉积物掉落。进一步地，因为加热元件的第三温度值与加热元件的第一温度值相关，并且第二时间段与第一时间段相关，所述振荡、即加热元件的温度变化在加热元件的彼此相关的温度值之间实现、和/或在彼此相关的时间段期间实现。通过这一点，以简单、有效、并且可控的方式去除加热元件上的水垢沉积物。因此，提供了一种用于去除加热元件上的水垢沉积物的改进型方法。
结果是，可以实现上述目的。
根据一些施例，加热元件的第一温度值对应液体的沸腾温度，并且需要第一时间段以便达到液体的沸腾温度。
因为加热元件的第一温度值对应于液体的沸腾温度，所以加热元件的第三温度值与液体的沸腾温度关联。以类似的方式，与第一时间段相关的第二时间段与达到加热元件的与液体的沸腾温度关联的温度需要的时间段相关联。因此，将加热元件加热至对应于液体的沸腾温度的值左右的温度，即，使液体开始沸腾或沸腾的加热元件温度值。开始沸腾是指当液体在加热元件周围移动时和/或当第一气泡形成时液体的状态。因此，加热元件发生使液体在加热元件周围移动的加热冷却循环，液体的移动有助于去除加热元件上的水垢沉积物。
从而，加热元件上的水垢沉积物以简单的方式被去除并且不需要将加热元件加热到可能造成加热元件损坏的高温。
因此，提供了用于去除加热元件上的水垢沉积物的进一步改进型方法。
该方法可以包括在液体加热期间监测加热元件的温度表现以便确定加热元件的第一温度值和/或以便确定第一时间段。
该表现还可以称为加热元件的所测量的温度的特征，描述了在加热空间中的液体加热期间加热元件的温度如何变化。换句话说，该表现展示了在液体加热期间加热元件如何反应。因此，加热元件的特性和状态从而可以通过在液体加热期间中确定和分析加热元件的温度表现来描述。
通过测量加热元件的温度值来获得该表现，所测量的温度值可以展示为例如图或图表，例如曲线图。
进一步地，在液体加热期间加热元件的温度表现可以用于确定加热元件的第一温度值和/或确定第一时间段。因为加热元件的第一温度值可以对应于液体的沸腾温度，并且可能需要第一时间段以便将液体加热到液体的沸腾温度，所以液体的沸腾温度和达到液体的沸腾温度需要的时间可以通过分析在液体加热期间加热元件的温度表现以简单的方式来确定。
作为替代方案，该方法包括重复至少一次关闭加热元件并且在加热元件的第二温度值时打开加热元件并将加热空间中的液体再次加热直到加热元件的温度达到与第一值相关的第三值和/或直到达到与第一时间段相关的第二时间段。通过将打开和关闭加热元件重复至少一次，例如若干次，加热元件发生加热元件的若干温度振荡循环，即，加热与降温循环。通过这一点，提供了用于去除加热元件上的水垢沉积物的进一步改进型方法。
进一步地，该方法可以包括在打开加热元件之前获得加热元件的起始温度。因此，当加热元件冷时，即未被加热时，获得加热元件的温度。打开加热元件之前，加热元件的起始温度可以等同于液体的起始温度。因此，可以通过获得加热元件的起始温度来获得液体起始温度。
根据一些实施例，加热元件的第三温度值构成加热元件的第一温度值的第一预定百分比，即，计算第三值作为第一值的第一预定百分比。因而，通过用于计算第三值的第一值的第一预定百分比，第三值与第一值相关。换句话说，因为第三值构成第一值的所述第一预定百分比，所以第三值取决于第一值。
进一步地，第三时间段构成第一时间段的第二预定百分比，其中，计算第三时间段作为在加热空间中的液体加热期间将加热元件从起始温度加热到加热元件的第二温度值所需的第四时间段和第二时间段的总和。因而，第四时间段和第二时间段的总和构成第一时间段的第二预定百分比。因此，通过被包含于第三时间段中，第二时间段与第一时间段相关，计算第三时间段作为第一时间段的所述第二预定百分比。
第一预定百分比和第二预定百分比可以在90％与110％之间。
作为替代方案，如果第二值比第一值小加热元件的第一温度值的第三预定百分比，则在加热元件的第二温度值时打开加热元件。因而，在加热元件降温到加热元件的第二温度值之后，打开加热元件。
第三预定百分比可以是至少10％。
进一步地，该方法可以包括从加热空间中去除液体。因此，已经从加热元件上去除的水垢沉积物将从加热空间中被运出。
本文中实施例的另一个目的是提供一种配置为执行用于去除加热元件上的水垢沉积物的改进型方法的改进型家用器具，该加热元件包括在家用器具中。已经描述了该方法。
根据另一个方面，提供了一种家用器具，该家用器具包括布置为加热该家用器具中的加热空间中的液体的加热元件、被布置为测量加热元件的温度的传感器、以及控制单元，其中，该家用器具被配置为打开加热元件以便加热加热空间中的液体、确定加热元件的第一温度值和/或在液体加热期间的第一时间段、以及关闭加热元件和在加热元件的第二温度值时打开加热元件并且将加热空间中的液体再次加热直到加热元件的温度达到与第一值相关的第三值和/或直到达到与第一时间段相关的第二时间段。
因而，提供了一种改进型家用器具，该家用器具被配置为以简单且有效的方式去除包含于该家用器具中的加热元件上的水垢沉积物。
结果是，可以实现上述目的。
可选地，该家用器具可以进一步被配置为执行上述方法中的替代性步骤。
在学习所附权利要求和以下具体实施方式时，本文中的实施例的进一步特征和优点将变得明显。本领域技术人员将认识到，可以在不脱离所附权利要求所限定的范围的情况下将所描述的不同特征进行组合以得到下面所描述的实施例之外的实施例。
附图说明
从以下详细说明和附图中将容易理解上述的不同方面，包括其具体特征和优点，在附图中：
图1是展示了去除加热元件上的水垢沉积物的方法的流程图，
图2是展示了在图1的方法的若干步骤的实施期间加热元件的温度表现的图，以及，
图3是家用器具的平面图。
具体实施方式
现在将参照附图对本文实施例进行更详细的描述，在附图中示出了多个示例性实施例。这些示例性实施例的披露特征可以进行组合。全文中，相同的附图标记指代相同的元件。为简洁和/或清晰起见，众所周知的功能或构造将不必进行详细描述。
图1展示了实施用于去除家用器具的加热空间中的加热元件上的水垢沉积物的方法100的程序中的动作的实例。方法100可以例如通过连接到或者布置到家用器具上的控制单元来实施。图3中示出这样的控制单元，并且将结合图3中的说明详细描述其功能。结合图3，还将描述家用器具的其他细节以及其用于该方法的功能。
方法100包括：打开101加热元件以便加热加热空间中的液体，确定103在该液体的加热期间加热元件的第一温度值和/或第一时间段，关闭105加热元件以及在加热元件的第二温度值时打开107加热元件并再次加热该加热空间中的液体直到加热元件的温度达到与第一值相关的第三值和/或直到达到与第一时间段相关的第二时间段。
液体可以例如是水或包含清洁剂的水。
方法100可以包括在液体的加热期间中监测109加热元件的温度表现以便确定加热元件的第一温度值和/或以便确定第一时间段。
通过测量加热元件的温度值来获得该表现。可以使用布置在加热元件上的传感器测量加热元件的温度。结合图3详细描述该传感器。
进一步地，方法100可以包括：重复111至少一次关闭105加热元件以及在加热元件的第二温度值时打开107加热元件并将加热空间中的液体再次加热直到加热元件的温度到达与第一值相关的第三值和/或直到达到与第一时间段相关的第二时间段。
方法100还可以包括在打开101加热元件前获得113加热元件的起始温度以及从加热空间中去除115液体。
图2是展示了加热元件的温度T表现TB的图，温度T由传感器测量。
在第一时间点t1打开加热元件之前且在液体已经供给到加热空间之后测量加热元件的起始温度T0。根据一些实施例，起始温度T0可以在液体供给到加热空间之后例如10秒测量。这个时间、即例如10秒之后，加热空间中的液体将达到稳定的状态，这意味着实质上在加热空间中的液体没有移动，使得液体的温度以及加热元件的温度达到加热元件和加热空间中的液体的共同平均值。因而，通过在打开加热元件前测量加热元件的起始温度T0，可以获得液体起始温度T0L。根据图2中展示的实例，加热元件的起始温度T0已经测得为20℃。因此，液体起始温度T0L也是20℃。
在第一时间点t1打开盖加热元件以便加热液体，并且通过时间测量装置同时开始测量从第一时间点t1开始的第一时间段tp1。
在将加热空间中的液体加热期间，监测、即研究加热元件的所测量的温度T的表现TB，以便确定加热元件的第一温度值Tv1和/或第一时间段tp1。加热元件的第一温度值Tv1对应液体的沸腾温度，并且需要第一时间段tp1以便将液体加热到液体的所述沸腾温度。
加热元件的温度T以近似恒定的导数从起始温度T0开始上升直到第一值Tv1。在图2示出的实例中，第一值近似地是120℃。
当加热元件加热的液体开始沸腾时，加热元件的温度以不同的导数继续上升到超过开始沸腾。液体开始沸腾是指例如当第一气泡开始紧邻加热元件的形成。
因此，对应于液沸腾温度的加热元件温度可以通过检测加热元件的温度表现中的沸点来确定，通过监测该表现来检测沸点。图2展示了对应于加热元件的第一温度T值Tv1的沸点K。
加热空间中的液体开始沸腾、即表现TB中的沸点K在沸腾时间tk出现。从第一时间点t1到沸腾时间tk的所测量的时间段限定第一时间段tp1。
在已经检测到沸点K后，加热元件关闭。加热元件可以在检测到沸点K后例如2秒关闭。如图2中可以看到的，加热元件已经关闭后加热元件的温度T下降。
进一步地，在第二时间点t2以及在加热元件的第二温度T值Tv2打开加热元件。当加热元件的温度已经下降到第二值Tv2时，打开加热元件，第二值Tv2比第一值Tv1小第一值Tv1的第三预定百分比，例如小加热元件的第一温度值Tv1的至少10％。换句话说，当加热元件的温度T已经下降了加热元件的第一温度值Tv1的至少10％时，打开加热元件。
然后再次加热液体并且同时开始测量从第二时间点t2开始的第二时间段tp2。
通过时间测量装置测量第一时间段tp1和第二时间段tp2，该时间测量装置可以包含于结合图3描述的控制单元中。
液体在加热空间中被再次加热直到达到与第一值Tv1相关的第三值Tv3。根据图2展示的实施例，第三值Tv3对应于加热元件的第一温度值Tv1的近似90％，第三值Tv3是近似108℃。
替代性地，将加热空间中的液体再次加热直到达到与第一时间段tp1相关的第二时间段tp2。通过包含于第三时间段并且通过用于计算第三时间段的第二预定百分比，第二时间段tp2与第一时间段tp1相关，使得第三时间段构成第一时间段的第二预定百分比。根据图2，第二预定百分比是近似90％。
根据以下方程式(1)，通过控制单元计算第三时间段作为第二时间段tp2和第四时间段tp4的总和：
tp3 ＝ tp2 + tp4 (1)
其中，第四时间段tp4是在将加热空间中的液体加热期间加热加热元件所需要的时间段，从第一时间点t1以及从起始温度T0到加热的第二温度值Tv2无中断。换句话说，当确定第四时间段tp4时，加热元件不关闭。
当已经达到加热元件的第三温度值Tv3时和/或当已经达到第二时间段tp2时，在关闭时间点toff关闭加热元件，并且加热元件的温度T再次下降。
已经发现的是，通过实施加热元件的加热与降温循环，通过图2中的表现TB至少部分地展示加热与降温循环，加热元件上的水垢沉积物以简单且有效的方式被去除并且不需要将加热元件加热到可能造成加热元件损坏的高温。
在所述关闭时间点toff关闭加热元件后，当加热元件的温度T已经下降到第二值Tv2时，加热元件可以再次打开。
因此，通过将打开和关闭加热元件重复至少一次，例如若干次，加热元件发生加热元件的若干温度振荡循环，即，加热与降温循环或温度变化循环。通过这一点，提供了用于去除加热元件上的水垢沉积物的进一步改进型方法。
当重复关闭和打开加热元件时，每次执行重复程序，第一预定百分比可以相等或不同。以类似的方式，每次执行该重复程序，第二预定百分比和第三预定百分比可以相等或不同。
图3展示了家用器具的实例，该家用器具可以是洗碗机5，该洗碗机包括被布置为加热洗碗机5的加热空间3中的液体的加热元件1。进一步地，洗碗机5包括被布置为测量加热元件1的温度的传感器7。洗碗机5还包括控制单元9。
可以被称为加热腔的加热空间3通过能够使液体从集液槽4运送到加热空间3的通道6连接到洗碗机5的集液槽4。这可以通过被布置为将液体从集液槽运送到加热空间3的泵8实现。如图3中的实例展示的，泵8可以是用于泵送液体的任何合适的泵，该泵可以布置在加热空间3中。
集液槽4被布置为接纳通过入口11供给到洗碗机5的液体。入口11可以连接到用于供水的管道网(未示出)上。
加热元件1被布置为将加热空间3中的液体加热，即，加热元件1布置在加热空间3中使得供给到加热空间3中的液体与加热元件1之间的热能传递成为可能且足够用于例如加热在洗碗机5中使用的液体。正常使用时，加热元件1将液体加热至大约70℃-80℃。加热元件1可以被布置为直接接触供给到加热空间中的液体。
在洗碗机5运行期间，水被加热元件1加热、然后被泵送至洗碗机5的清洗臂装置10。加热元件1通过控制单元9连接到电网。加热元件1的加热是电力的，并且以普通方式实现，因此没有必要详细描述。
控制单元9连接到传感器7上，该传感器可以是任何适合类型的温度传感器。控制单元9被布置为接收关于通过传感器7测量的温度的信息数据。进一步地，控制单元9被布置为处理来自传感器7的信息数据以便形成加热元件的温度表现。图2中示出了该表现。进一步地，控制单元9被布置为能够监测、即评估加热元件的温度表现。
控制单元9可以进一步地包括例如ADC的电压测量装置(未示出)、以及例如晶体振荡器的时间测量装置(未示出)。控制单元9还可以包括用于调整加热器电压的电压调整装置(未示出)。
根据图3的实施例，温度传感器7被布置为测量加热元件1的温度。传感器7可以布置在距加热元件1一定距离处，该距离能够充分测量加热元件1的温度。如图3所展示的，传感器7可以直接布置在加热元件1的表面上。如果加热元件1被布置为例如通过第一表面12接触供给到加热空间3中的液体，则传感器7布置在加热元件1的第二表面14上，第二表面14不接触供给到加热空间3的液体。传感器7可以例如通过粘合剂附接到第二表面14上。

Claims (20)

1.一种用于去除加热元件(1)上的水垢沉积物的方法(100)，该加热元件被布置为加热家用器具(5)的加热空间(3)中的液体，该方法包括：
a)打开(101)该加热元件(1)以便加热该加热空间(3)中的该液体，
b)确定(103)该加热元件(1)的第一温度值(Tv1)和/或在该液体加热期间的第一时间段(tp1)，
c)关闭(105)该加热元件(1)，以及
d)在该加热元件(1)的第二温度值(Tv2)时打开(107)该加热元件(1)并且将该加热空间(3)中的液体再次加热直到该加热元件(1)的温度到达与所述第一值(Tv1)相关的第三值(Tv3)和/或直到达到与所述第一时间段(tp1)相关的第二时间段(tp2)。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)对应于该液体的沸腾温度，并且需要所述第一时间段(tp1)以便达到该液体的所述沸腾温度。
3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，包括在该液体加热期间监测(109)该加热元件(1)的温度表现(TB)以便确定该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)和/或以便确定所述第一时间段(tp1)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，包括：
重复(111)所述步骤从c)和步骤d)至少一次。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，包括在打开(101)该加热元件(1)之前获得(113)该加热元件(1)的起始温度(T0)。
6.根据权利要求5所述的方法(100)，其中，该加热元件(1)的所述第三温度值(Tv3)构成该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)的第一预定百分比，和/或第三时间段(tp3)构成所述第一时间段(tp1)的第二预定百分比，其中，计算所述第三时间段作为在加热该加热空间中的液体期间将所述加热元件(1)从该起始温度(T0)加热到该加热元件(1)的所述第二温度值(Tv2)所需的第四时间段(tp4)与所述第二时间段(tp2)的总和。
7.根据权利要求6所述的方法(100)，其中，所述第一预定百分比和所述第二预定百分比在90％与110％之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，如果所述第二值(Tv2)比所述第一值(Tv1)小该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)的第三预定百分比，则在该加热元件(1)的该第二温度值(Tv2)时打开该加热元件(1)。
9.根据权利要求8所述的方法(100)，其中，所述第三预定百分比是至少10％。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，包括从所述加热空间(3)中去除(115)该液体。
11.一种家用器具(5)，包括被布置为加热所述家用器具(5)的加热空间(3)中的液体的加热元件(1)、被布置为测量所述加热元件(1)的温度的传感器(7)、以及控制单元(9)，其中，该家用器具(5)被配置为：
-打开该加热元件(1)以便加热该加热空间(3)中的该液体，
-确定该加热元件(1)的第一温度值(Tv1)和/或在该液体加热期间的第一时间段(tp1)，
-关闭该加热元件(1)，以及
-在该加热元件(1)的第二温度值(Tv2)时打开该加热元件(1)并且将该加热空间(3)中的该液体再次加热直到该加热元件(1)的温度达到与所述第一值(Tv1)相关的第三值(Tv3)和/或直到达到与所述第一时间段(tp1)相关的第二时间段(tp2)。
12.根据权利要求11所述的家用器具(5)，其中，该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)对应于该液体的沸腾温度，并且需要所述第一时间段(tp1)以便达到该液体的所述沸腾温度。
13.根据权利要求11或12所述的家用器具(5)，进一步被配置为在该液体加热期间监测该加热元件(1)的温度表现(TB)以便确定该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)和/或以便确定所述第一时间段(tp1)。
14.根据前述权利要求11-13中任一项所述的家用器具(5)，进一步被配置为重复至少一次关闭该加热元件(1)并且在该加热元件(1)的该第二温度值(Tv2)时打开该加热元件(1)并将该加热空间(3)中的该液体再次加热直到该加热元件(1)的温度达到与该第一值(Tv1)相关的第三值(Tv3)和/或直到达到与所述第一时间段(tp1)相关的该第二时间段(tp2)。
15.根据前述权利要求11-14中任一项所述的家用器具(5)，进一步被配置为在打开该加热元件(1)之前获得该加热元件(1)的起始温度(T0)。
16.根据权利要求15所述的家用器具(5)，其中，该加热元件(1)的所述第三温度值(Tv3)构成该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)的第一预定百分比，和/或第三时间段(tp3)构成所述第一时间段(tp1)的第二预定百分比，其中，计算所述第三时间段作为在加热该加热空间(3)中的液体期间将所述加热元件(1)从该起始温度(T0)加热到该加热元件(1)的所述第二温度值(Tv2)所需的第四时间段(tp4)与所述第二时间段(tp2)的总和。
17.根据权利要求16所述的家用器具(5)，其中，所述第一预定百分比和所述第二预定百分比在90％与110％之间。
18.根据前述权利要求11-17中任一项所述的家用器具(5)，其中，如果所述第二值(Tv2)比所述第一值(Tv1)小该加热元件(1)的所述第一温度值(Tv1)的第三预定百分比，则在该加热元件(1)的该第二温度值(Tv2)时打开该加热元件(1)。
19.根据权利要求18所述的家用器具(5)，其中，所述第三预定百分比是至少10％。
20.根据前述权利要求11-19中任一项所述的家用器具(5)，进一步被配置为从所述加热空间(3)中去除该液体。
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