DE102004021200A1

DE102004021200A1 - Vorrichtung zur Wasseraufbereitung in Haushaltsmaschinen

Info

Publication number: DE102004021200A1
Application number: DE102004021200A
Authority: DE
Inventors: Harald Schrott
Original assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Priority date: 2004-04-29
Filing date: 2004-04-29
Publication date: 2005-11-24

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung in Haushaltsmaschinen wie Geschirrspülern, Waschmaschinen oder dergleichen mit einem Ionentauscher zur Rohwasserenthärtung, einem Solebehälter für die Regeneration des Ionentauschers und einer Rohwassereinlassleitung vorgeschlagen, die auch bei vergleichsweise flach aufgebauten Haushaltsmaschinen verwendbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rohwassereinlassleitung (8) eine Verbindung zum Solebehälter (12) aufweist, wobei ein Ventil (11) und eine Steuereinheit (4) vorgesehen sind, um eine bestimmte Rohwassermenge dem Solebehälter (12) zur Verdrängung von Sole zuzuführen.

Description

Zur Wasseraufbereitung sind in Geschirrspül- oder Waschmaschinen in der Regel ein Ionentauscher zur Rohwasserenthärtung, ein Solebehälter für die Bereitstellung von Sole zur Regeneration des Ionentauschers sowie eine Rohwassereinlassleitung vorgesehen, die eine Luftstrecke umfasst. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der Druckschrift DE 195 12 011 A1 beschrieben. Hierbei wird das sogenannte Schälwasser, das beim Passieren der Luftstrecke anfällt, in einem Behälter gesammelt, und zum Verdrängen von Sole aus dem Solebehälter verwendet, wenn der Ionentauscher regeneriert werden muss. Der Regenerierbehälter für das Schälwasser weist einen Überlauf auf, so dass bei vollem Behälter das Schälwasser in den Arbeitsraum der Haushaltsmaschine geleitet werden kann.

Derartige Vorrichtungen arbeiten mit dem statischen Wasserdruck des im Regenerierbehälter gesammelten Wassers, um die zur Regeneration des Ionentauschers benötigte Sole aus dem Solebehälter zu verdrängen. Eine solche Vorrichtung setzt eine entsprechend hohe Bauweise der Haushaltsmaschine voraus.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung in Haushaltsmaschinen vorzuschlagen, die auch bei vergleichsweise flach aufgebauten Haushaltsmaschinen verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend genannten Art dadurch gelöst, dass die Rohwassereinlasseinleitung eine Verbindung zum Solebehälter aufweist, wobei ein Ventil und eine Steuereinheit vorgesehen sind, um eine bestimmte Rohwassermenge dem Solebehälter zur Verdrängung von Sole zuzuführen.

Diese Bauweise ermöglicht die Nutzung des Wasserdrucks in dem an die Rohwassereinlassleitung angeschlossenen Wassernetz, um die benötigte Solemenge aus dem Solebehälter in den Ionentauscher zu verdrängen. Da hierbei ohne einen statischen Wasserdruck gearbeitet wird, ist auch eine flache Bauweise der Haushaltsmaschine möglich.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.

So wird in einer bestimmten Ausführungsform der Erfindung ein Mengenmesser hinter der Luftstrecke in der Rohwassereinlassleitung vorgesehen. Mit Hilfe dieses Mengenmessers, der beispielsweise als Flügelradzähler ausgebildet sein kann, ist es möglich, die exakte Wassermenge, die zum Verdrängen der Sole dem Solebehälter zugeführt wird, zu erfassen und somit mit Hilfe der Steuereinheit und des Ventils mit hoher Genauigkeit die dem Solebehälter zuzuführende vorbestimmte Rohwassermenge und somit auch die Menge der damit verdrängten Sole zu dosieren. Eine möglichst exakte Dosierung ist vorteilhaft, da bei Verwendung von zu wenig Regeneriersole der Ionentauscher nur teilweise regeneriert wird, während bei Verwendung von zu viel Regeneriersole ein Überschuss an Sole in den Arbeitsraum der Spülmaschine gelangen und dort unerwünschte Begleiterscheinungen, wie Korrosion oder dergleichen, hervorrufen kann.

Wird der Mengenmesser hinter der Luftstrecke angeordnet, so ist es dadurch möglich, die dem Solebehälter zugeführte Wassermenge unmittelbar ohne Verfälschung durch die Menge des abgetrennten Schälwassers zu erfassen.

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Wassermenge, die dem Solebehälter zugeführt wird, besteht jedoch auch darin, dass ein Mengenmesser vor der Luftstrecke in der Rohwassereinlassleitung angeordnet wird und ein weiterer Mengenmesser zur Erfassung des Schälwassers vorhanden ist. Die dem Solebehälter zugeführte Wassermenge ergibt sich hierbei durch Differenz der beiden damit erfassten Wassermengen.

Auch bei der unmittelbaren Erfassung der dem Solebehälter zugeführten Rohwassermenge durch einen hinter der Luftstrecke angeordneten Mengenmesser empfiehlt es sich, einen weiteren, zweiten Mengenmesser vor der Luftstrecke anzuordnen, um die Gesamtmenge des eingeflossenen Rohwassers zu erfassen. Die Schälwassermenge kann bei dieser Anordnung zusätzlich durch Differenzbildung der mit dem zweiten Mengenmesser vor der Luftstrecke erfassten Wassermenge und der mit dem ersten Mengenmesser hinter der Luftstrecke erfassten Wassermenge ermittelt werden.

In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung wird weiterhin ein Strömungswiderstand in der Leitungsführung des durch den Solebehälter geführten Fluidstroms vorgesehen, um die Durchflussgeschwindigkeit im Solebehälter einzustellen. Durch eine Verlangsamung der Durchflussgeschwindigkeit in den Solebehälter ist es möglich, sicherzustellen, dass die gewünschte Menge von Sole in der gewünschten Konzentration aus dem Solebehälter verdrängt wird, ohne dass es zu Strömungsdurchbrüchen von Rohwasser mit zu geringer Salzkonzentration in den Auslass des Solebehälters kommt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird dieser Strömungswiderstand variabel steuerbar ausgebildet, um den Durchfluss des Solebehälters an unterschiedliche Betriebsbedingungen, z.B. unterschiedliche Füllstände mit Salz oder aber unterschiedliche Arten von Salz, usw., anzupassen.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Strömungswiderstand in der Leitungsführung des durch den Ionentauscher geführten Wassers angeordnet. Hierdurch wird vorteilhafterweise auch eine Einflussnahme auf die Strömungsgeschwindigkeit durch den Ionentauscher beim normalen Wasserzulauf in den Arbeitsraum der Maschine möglich, bei dem das Rohwasser im Ionentauscher enthärtet wird. Zum einen kann hierbei Einfluss auf die Vorgänge im Ionentauscher genommen werden, zum anderen ergibt sich jedoch hierdurch eine vorteilhafte Möglichkeit, durch Einsatz eines solchen Strömungswiderstands eine Einstellung der gewünschten Wasserhärte des im Arbeitsraum verwendeten Arbeitswassers vorzunehmen.

Häufig wird in dem Ionentauscher das Rohwasser zu weit enthärtet, so dass ein zu weiches Wasser in den Arbeitsraum der Haushaltsmaschine gelangt. Beim Einsatz in Geschirrspülmaschinen kann es dabei zu sogenannter Glaskorrosion kommen, bei dem zu weiches Wasser Mineralien aus Glaskörpern herausgelöst werden, die dadurch eintrüben.

In früheren Druckschriften zu gattungsgemäßen Vorrichtungen, z.B. der eingangs erwähnten Druckschrift zum Stand der Technik, wurde bereits eine Mischung von nicht enthärtetem Rohwasser mit aus dem Ionentauscher kommenden Weichwasser vorgeschlagen, wobei mit den entsprechenden Mengenverhältnissen der Härtegrad des im Arbeitsraum verwendeten Arbeitswassers einstellbar ist.

Wird nun in der oben angeführten Ausführungsform ein Strömungswiderstand in der durch den Ionentauscher führenden Leitungsführung angeordnet, so lässt sich damit auch die Menge an Schälwasser, die in der Luftstrecke anfällt, beeinflussen, da sich der Gegendruck in der Wassereinlassleitung aufgrund dieses Strömungswiderstandes verändert. Bei einer vollständigen Sperrung mit geöffnetem Wassereinlassventil vor der Luftstrecke fällt beispielsweise alles eingelassene Rohwasser als Schälwasser an, das somit ohne Wasserenthärtung dem Arbeitsraum zugeführt wird. Dementsprechend ist es einleuchtend, dass durch den Einsatz eines solchen Strömungswiderstands, insbesondere eines einstellbaren variablen Strömungswiderstandes die zu mischenden Wassermengen von Rohwasser und Weichwasser eingestellt werden können.

Der Strömungswiderstand kann beispielsweise als Drosselventil ausgebildet werden, das kontinuierlich oder aber auch getaktet betrieben wird.

Eine einfachere Ausführungsform verwendet jedoch ein Sperrventil, das im Taktbetrieb ebenfalls als variabler Strömungswiderstand einsetzbar ist.

Die vorbeschriebene Ausführungsform verbindet durch kombinatorische Wirkung die Möglichkeiten der Nutzung des Wasserdrucks im Wassereinlasssystem zur Verdrängung von Sole aus dem Solebehälter für die Regeneration des Ionentauschers und zugleich zur Einstellung eines Mischverhältnisses von Rohwasser und Weichwasser und somit des Härtegrades des in der Haushaltsmaschine verwendeten Arbeitswassers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in der Figur dargestellt und wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt ein Schaltdiagramm der einzelnen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung 1 zur Wasseraufbereitung umfasst einen Wassereinlass 2 zum Wasseranschluss an eine externe Rohwasserversorgung, z.B. ein Hauswassernetz. Ein als Absperrventil ausgebildetes Einlassventil 3 ist mit einer Kontrolleinheit 4 verbunden, die den Betrieb der Vorrichtung 1 und gegebenenfalls auch der gesamten Haushaltsmaschine steuert und/oder regelt.
In Strömungsrichtung hinter dem Einlassventil 3 befindet sich ein Mengenmesser 5, z.B. in Form eines Flügelradzählers, zur Erfassung der durch das Einlassventil 3 einströmenden Rohwassermenge. Das Rohwasser wird über eine Luftstrecke 6 geführt und gelangt anschließend in einen z.B. ebenfalls als Flügelradzähler ausgebildeten Mengenmesser 7. Die Rohwassereinlassleitung 8 besteht demnach aus einem ersten Abschnitt 9 vor der Luftstrecke 6 und einem Abschnitt 10 hinter der Luftstrecke.
Der Abschnitt 10 der Rohwassereinlassleitung 8 verzweigt hinter dem Mengenmesser 7. Eine erste Leitungsführung führt über ein Regenerierventil 11 in den Solebehälter 12. Der andere Zweig des Abschnitts 9 der Rohwassereinlassleitung führt über ein Sperrventil 13 in die Verbindungsleitung 14 zwischen dem Solebehälter 12 und einem Ionentauscher 15. Die Ausgangsleitung 16 des Ionentauschers 15 ist mit einem Zufluss in den Arbeitsraum 17 der Haushaltsmaschine verbunden.
In der Luftstrecke anfallendes Schälwasser 18 wird in einem Auffangelement 19, z.B. ein Trichter oder dergleichen, aufgefangen und über eine Verbindungsleitung 20 ebenfalls dem Arbeitsraum 17 der Haushaltsmaschine zugeführt.
Die Mengenmesser 5, 7 sowie die genannten Ventile 3, 11, 13 sind mit der Kontrolleinheit 4 zur Steuerung und/oder Regelung der Vorrichtung 1 verbunden.
Im Normalbetrieb, d.h. bei betriebsbereitem Enthärter oder Ionentauscher 15, wird dem Arbeitsraum der Haushaltsmaschine Rohwasser über den Wassereinlass 2 zugeführt, indem das Einlassventil 3 über die Kontrolleinheit 4 geöffnet wird. Der Mengenmesser 5 misst hierbei die gesamte, der Haushaltsmaschine zugeführte Wassermenge, die somit von der Kontrolleinheit 4 erfasst wird.
Beim Passieren der Luftstrecke 6 gelangt diese Wassermenge nur anteilig in den hinter der Luftstrecke 6 liegenden Abschnitt 10 der Rohwassereinlassleitung, während ein anderer Teil als Schälwasser 18 über das Auffangelement 19 und die Verbindungsleitung 20 unmittelbar in den Arbeitsraum der Haushaltsmaschine gelangt. Der Mengenmesser 7 misst die Wassermenge, die die Luftstrecke 6 passiert hat. Die Gesamtmenge M_g an Rohwasser ergibt sich somit aus der Summe des Schälwassers M_s und dem über die Luftstrecke 6 gelangten Anteil M_l (M_g = M_s + M_l).
In dem geschilderten Betriebsmodus, d.h. bei Bezug von Wasser über den betriebsbereiten Ionentauscher, ist das Regenerierventil 11 geschlossen, während das Sperrventil 13 geöffnet ist, so dass die hinter die Luftstrecke 6 gelangende Wassermenge durch den Ionentauscher 15 geführt, dort enthärtet und anschließend dem Arbeitsraum 17 der Haushaltsmaschine zugeführt wird. In dem Arbeitsraum 17 oder gegebenenfalls in einer vorher angeordneten Verbindungsleitung wird dementsprechend das enthärtete Weichwasser mit dem Schälwasser gemischt.
Bei Erschöpfung des Ionentauschers 15 ist ein Regeneriervorgang erforderlich, d.h. es muss eine gewisse Menge Sole dem Ionentauscher 15 für eine bestimmte Verweilzeit zugeführt werden.
In der erfindungsgemäßen Anordnung wird hierzu das Sperrventil 13 geschlossen und das Regenerierventil 11 geöffnet. Nunmehr strömt das Rohwasser in Abschnitt 10 der Rohwassereinlassleitung in den Solebehälter 12 und verdrängt dort eine bestimmte, zur Regeneration des Ionentauschers 15 benötigte Solemenge, die über die Verbindungsleitung 14 in den Ionentauscher 15 gelangt. Die verdrängte Solemenge kann durch die Öffnungszeit und gegebenenfalls auch durch den Öffnungsquerschnitt des Regenerierventils 11 eingestellt werden. Da die Kontrolleinheit 4 in der Lage ist, über den Mengenregler 7 die durch das Regenerierventil 11 geflossene Wassermenge zu bestimmen, kann durch Schalten des Regenerierventils 11 durch die Kontrolleinheit die zur Verdrängung von Sole verwendete Wassermenge und somit die zur Regeneration verwendete Solemenge eingestellt werden.
Das Regenerierventil 11 kann zugleich als Strömungswiderstandselement dienen, um die Durchflussgeschwindigkeit durch den Solebehälter 12 zu beeinflussen. Hierbei sind zwei Ausführungsvarianten möglich, d.h. beispielsweise eine Bauform, in der das Regenerierventil 11 zugleich als Drossel für die Strömung dient, oder eine andere Bauform mit Taktbetrieb, in dem das Regenerierventil 11 getaktet betrieben wird und somit auch die mittlere Durchflussmenge pro Zeiteinheit durch den Solebehälter 12 gesteuert wird. Auch durch den Taktbetrieb wird demnach der effektive Strömungswiderstand beeinflusst.
Durch einen Taktbetrieb ist in der Regel mit einfachen Mitteln ein sehr großer Bereich des Strömungswiderstands einstellbar. Die Größe dieses effektiven Strömungswiderstands wiederum ist dafür verantwortlich, wie groß der Anteil an Schälwasser 18 ist. Im Extremfall, d.h. bei gesperrten Ventilen 11 und 13, d.h. bei unendlich großem Strömungswiderstand, gelangt alles Rohwasser als Schälwasser in das Auffangelement 19.
In gleicher Weise wie das Regenerierventil 11 als Strömungswiderstand zur Einstellung der Durchflussgeschwindigkeit durch den Solebehälter 12 kann auch das Sperrventil 13 als Strömungswiderstand verwendet werden. Auch das Sperrventil 13 kann somit zur Verstellung der Durchflussmenge einen veränderlichen Querschnitt aufweisen und/oder im Taktbetrieb betrieben werden.
Dies ermöglicht beim Bezug von Wasser für den Arbeitsprozess der Haushaltsmaschine die Einstellung eines Mischungsverhältnisses zwischen unenthärtetem Schälwasser 18 und Weichwasser, das durch den Ionentauscher 15 enthärtet wurde. Damit ist die Einstellung des Härtegrades des im Arbeitsraum 17 verwendeten Arbeitswassers möglich. Auch hierbei kann der Mengenmesser 7 verwendet werden, um die exakte Durchflussmenge durch das Sperrventil 13 und den Ionentauscher 15, d.h. des Weichwassers und zugleich durch Berücksichtigung der mit dem Mengenmesser 5 erfassten gesamten Rohwassermenge, die Schälwassermenge 18 in der Kontrolleinheit 4 zu bestimmen.
Der Durchflussmesser 7 ist somit an der dargestellten Stelle zu zwei vorteilhaften Anwendungen verwendbar.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt nur eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung dar. Die genaue Anordnung und Ausgestaltung der Ventile, insbesondere des Regenerierventils 11 und des Sperrventils 13 kann dabei auch anderweitig vorgenommen werden. So kann z.B. das Regenerierventil 11 ohne weiteres hinter dem Solebehälter 12 angebracht werden. Es können auch beide Ventile 11, 13 in einem einzigen Mehrwegeventil kombiniert werden. Auch der Durchflussmesser 7 könnte an anderer Stelle, z.B. hinter dem Ionentauscher 15, angeordnet werden.
Wesentlich bei der Erfindung ist die Nutzung des Wasserdrucks des durch den Rohwasseranschluss 2 einströmenden Rohwassers zur Verdrängung von Sole aus dem Solebehälter 12.

1: Vorrichtung
2: Wassereinlass
3: Einlassventil
4: Kontrolleinheit
5: Mengenmesser
6: Luftstrecke
7: Mengenmesser
8: Rohwassereinlassleitung
9: Abschnitt
10: Abschnitt
11: Regenerierventil
12: Solebehälter
13: Sperrventil
14: Verbindungsleitung
15: Ionentauscher
16: Ausgangsleitung
17: Arbeitsraum
18: Schälwasser
19: Auffangelement
20: Verbindungsleitung

Claims

Vorrichtung zur Wasseraufbereitung in Haushaltsmaschinen, wie Geschirrspülern, Waschmaschinen oder dergleichen, mit einem Ionentauscher zur Rohwasserenthärtung, einem Solebehälter für die Regeneration des Ionentauschers und einer Rohwassereinlassleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohwassereinlassleitung (8) eine Verbindung zum Solebehälter (12) aufweist, wobei ein Ventil (11) und eine Steuereinheit (4) vorgesehen sind, um eine bestimmte Rohwassermenge dem Solebehälter (12) zur Verdrängung von Sole zuzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Mengenmesser (7) zur Erfassung der dem Solebehälter (12) zugeführten Rohwassermenge vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Rohwassereinlassleitung (8) eine Luftstrecke (6) aufweist, wobei der Mengenmesser (7) zur Messung der dem Solebehälter (12) zugeführten Wassermenge hinter der Luftstrecke (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Mengenmesser (5) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Wassermengenmesser (5) vor der Luftstrecke (6) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontrolleinheit (4) vorgesehen ist, um die dem Solebehälter (12) zur Verdrängung von Sole zugeführte Wassermenge einzustellen.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungswiderstand (11, 13) hinter der Luftstrecke (6) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungswiderstand (11) in der Leitungsführung des durch den Solebehälter (12) geführten Fluidstroms vorgesehen ist, um die Durchflussgeschwindigkeit im Solebehälter zu beeinflussen.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungswiderstand (11, 13) variabel steuerbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungswiderstand (13) in der Leitungsführung des durch den Ionentauscher (15) geführten Wassers angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungswiderstand (11, 13) ein Sperrventil und/oder ein Drosselventil ist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungswiderstand (11, 13) durch ein Ventil im Taktbetrieb gebildet wird.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Rohwassereinlassleitung (8) eine hinter der Luftstrecke (6) angeordnete Abzweigung zum Ionentauscher (15) unter Umgehung des Solebehälters (12) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinheit (4) zur Einstellung des Härtegrades des Arbeitswassers im Arbeitsraum (17) der Haushaltsmaschine durch Vermischung von aus dem Ionentauscher (15) kommenden Weichwasser mit als Schälwasser (18) anfallendem Rohwasser in bestimmten Mengenverhältnissen vorgesehen ist.