-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung zumindest
einer charakteristischen Größe zumindest
eines ersten Fluids, eine Fluidaufnahmevorrichtung, insbesondere
zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend
zumindest ein Auswertemittel und zumindest einen Behälter zur
Aufnahme zumindest eines ersten Fluids und ein Gargerät umfassend
eine erfindungsgemäße Fluidaufnahmevorrichtung.
-
Vorkehrungen
zur Vermeidung oder Beseitigung von Ablagerungen, wie Verkalkungen,
sind insbesondere bei Geräten
zur Erhitzung und Verdampfung eines Fluids, insbesondere von Wasser,
wie bei Dampfgeneratoren von Bedeutung, um einen kostensparenden
Betrieb und eine maximale Lebensdauer des Geräts sicherzustellen.
-
Im
Stand der Technik ist eine Reihe von Vorrichtungen bekannt, die
Hinweise auf den Verkalkungszustand von Geräten zur Erhitzung und Verdampfung
von Wasser geben, so daß bei
der Feststellung von Verkalkungen Maßnahmen zur Entkalkung ergriffen
werden können.
-
Eine
zuverlässige
und aufgrund ihrer Einfachheit kostengünstig realisierbare Vorrichtung
ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift
DE 199 12 444 C2 bekannt.
Bei dieser gattungsgemäßen Vorrichtung
wird der Verkalkungsgrad eines Dampferzeugers eines Gargerätes bestimmt,
indem eine Differenz zwischen einem Füllvolumen eines Dampferzeugers
im verkalkungsfreien Zustand und einem Füllvolumen nach einer Anzahl
von Befüllungen
des Dampferzeugers mit kalkhaltigem Wasser ausgewertet wird. Übersteigt
die Differenz einen vorgegebenen Wert, wird davon ausgegangen, daß durch
Kalkablagerungen eine Verringerung des Füllvolumens hervorgerufen wurde
und eine Entkalkung des Dampferzeugers durchzuführen ist. Obwohl mittels dieser Vorrichtung
zuverlässig
bestimmt werden kann, ob ein bestimmter Verkalkungsgrad des Gerätes vorliegt,
können
keine Aussagen über
die geeignete Dosierung von Entkalkungsmitteln oder Wasserenthärtungsmitteln
getroffen werden, da die Wasserhärte nicht
bekannt ist.
-
Bei
Kenntnis der Wasserhärte
wäre es
andererseits möglich,
Dosierungsempfehlungen für
ein dem Wasser hinzuzufügendes
Wasserenthärtungs- bzw.
ein Reinigungsmittel anzugeben, wodurch eine korrekte Dosierung
und damit eine Betriebskostenersparnis und eine Verringerung der
Umweltbelastung möglich
wären.
-
Bezüglich der
Bestimmung der Wasserhärte ist
beispielsweise aus der
DE
20 2004 013 787 U1 ein Haushaltsgerät mit einem Sensor zur Bestimmung
der Wasserhärte
bekannt. Gemäß dieser
Offenbarung erfolgt eine Dosierung eines Wasserenthärtungsmittels
in Abhängigkeit
von der mit dem Härtesensor
gemessenen Wasserhärte.
Die deutsche Patentanmeldung
DE 103 59 161 A1 offenbart eine Vorrichtung
zur Wasserenthärtung
mit einem Ionentauscher. Die Bestimmung des Enthärtungsgrades des Wassers erfolgt
dort mit Hilfe eines Leitwertsensors.
-
Auch
aus der
DE 198 38
688 A1 ist eine Vorrichtung zur Wasserenthärtung bekannt,
bei der ein Leitwertsensor zur Messung der Leitfähigkeit eines Ionenaustauschermaterials
verwendet wird, um die Wasserhärte
des durch den Ionentauscher fließenden Wassers zu bestimmen.
-
Nachteilig
bei diesen bekannten Vorrichtungen ist, daß ein spezieller, zur Messung
des Wasserhärtegrades
geeigneter Sensor vorgesehen werden muß.
-
Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Bestimmung zumindest einer charakteristischen Größe, wie
einem Härtegrad,
zumindest eines Fluids, wie Wasser, bereitzustellen, mit dem auf
zuverlässige
Weise und mit kostengünstigen
Mitteln ohne Verwendung eines speziellen Härtesensors der Härtegrad
des damit verwendeten Wassers bestimmt werden kann. Darüber hinaus
soll eine Fluidaufnahmevorrichtung und ein Gargerät zur Durchführung dieses
Verfahrens geliefert werden.
-
Die
das Verfahren betreffende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch
1.
-
Erfindungsgemäß wird ein
Verfahren zur Bestimmung zumindest einer charakteristischen Größe zumindest
eines einem Behälter
einer Fluidaufnahmevorrichtung bereitgestellt, wobei das Verfahren
die Schritte umfaßt:
Ermitteln
zumindest eines ersten Pegels des ersten Fluids in dem Behälter nach
zumindest einer ersten Befüllung
des Behälters
mit einer ersten vorbestimmten Menge des ersten Fluids und/oder
Ermitteln zumindest einer zweiten Menge des ersten Fluids, die notwendig
ist, um zumindest einen zweiten vorbestimmten Pegel des ersten Fluids
in dem Behälter
bei der ersten Befüllung
zu erreichen,
Ermitteln zumindest eines dritten Pegels des
ersten Fluids in dem Behälter
nach zumindest einer zweiten, zumindest zeitweise zeitlich versetzt
zu der ersten Befüllung
erfolgenden zweiten Befüllung
des Behälters
mit einer dritten vorbestimmten Menge des ersten Fluids und/oder
Ermitteln zumindest einer vierten Menge des ersten Fluids, die notwendig
ist, um zumindest einen vierten vorbestimmten Pegel des ersten Fluids
in dem Behälter
bei der zweiten Befüllung zu
erreichen,
Ermitteln zumindest einer ersten Änderung
von zumindest zwei Pegeln des ersten Fluids zwischen der ersten
und zweiten Befüllung,
zumindest einer zweiten Änderung
von zumindest zwei Mengen des ersten Fluids die zur Erreichung zumindest
eines vorbestimmten Pegels des ersten Fluids in dem Behälter notwendig
sind zwischen der ersten und zweiten Befüllung und/oder zumindest einer
dritten Änderung von
zumindest einer ersten Relation gebildet aus zumindest einem Pegel
des ersten Fluids und zumindest einer zur Erreichung eines vorbestimmten
Pegels notwendigen Menge des ersten Fluids und zumindest einer zweiten
Relation gebildet aus zumindest einem weiteren Pegel und zumindest
einer weiteren zur Erreichung eines vorbestimmten Pegels notwendigen
Menge des ersten Fluids und
Ermitteln der charakteristischen
Größe des ersten Fluids
unter Verwendung der ersten Änderung,
der zweiten Änderung
und/oder der dritten Änderung.
-
Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, daß zum Ermitteln der charakteristischen
Größe die erste Änderung,
die zweite Änderung
und/oder die dritte Änderung
mit zumindest einem Vergleichswerte verglichen wird bzw. werden.
-
Bei
den beiden vorgenannten Alternativen ist mit der Erfindung vorgesehen,
daß die
erste Änderung
durch Ermittlung einer Differenz zwischen dem ersten und dem dritten
Pegel der ersten Fluids ermittelt wird, wobei vorzugsweise die erste
Menge und die dritte Menge des ersten Fluids im wesentlichen gleich
sind, die zweite Änderung
durch Ermittlung einer Differenz zwischen der zweiten und der vierten Menge
des ersten Fluids ermittelt wird, wobei vorzugsweise der zweite
Pegel und der vierte Pegel des ersten Fluids im wesentlichen gleich
sind, und/oder die erste Relation aus dem ersten Pegel und der zweiten
Menge des ersten Fluids und/oder die zweite Relation aus dem dritten
Pegel und der vierten Menge des ersten Fluids gebildet wird, vorzugsweise
ein Quotient aus dem ersten Pegel und der zweiten Menge des ersten
Fluids und/oder ein Quotient aus dem dritten Pegel und der vierten
Menge des ersten Fluids gebildet wird, wobei insbesondere die erste
Menge und die dritte Menge des ersten Fluids und/oder der zweite
Pegel und der vierte Pegel des ersten Fluids im wesentlichen gleich
sind.
-
Auch
wird vorgeschlagen, daß zum
Ermitteln der charakteristischen Größe des ersten Fluids zumindest
ein Ablagerungsgrad, insbesondere ein Verkalkungsgrad, zumindest
eines, vorzugsweise in dem ersten Fluid vorhandenen, insbesondere
in diesem gelösten,
ersten Stoffes, wie Kalk, an zumindest einer Wandung des Behälters bestimmt
wird.
-
Weiterhin
ist bevorzugt, daß als
erstes Fluid zumindest eine erste Flüssigkeit, insbesondere Wasser,
verwendet wird.
-
Auch
wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß als charakteristische Größe zumindest
eine Konzentration zumindest eines zweiten Stoffes in dem ersten
Fluid, insbesondere zumindest eine Konzentration von in dem ersten
Fluid vorhandenen, insbesondere in dem ersten Fluid gelösten, Ionen,
vorzugsweise zumindest eines Erdalkalimetalls, wie Calcium, Magnesium,
Strontium, Barium und/oder Verbindungen umfassend zwei dieser Erdalkalimetalle,
insbesondere Kalk, bestimmt wird, wobei der zweite Stoff insbesondere
zur Ablagerung des ersten Stoffes führt, vorzugsweise der zweite
Stoff zumindest teilweise mit dem ersten Stoff identisch ist, und/oder
zumindest ein Härtegrad,
insbesondere die Wasserhärte,
des ersten Fluids bestimmt wird.
-
Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, daß in Abhängigkeit
von der charakteristischen Größe des ersten
Fluids zumindest eine Dosierempfehlung für zumindest einen mit dem ersten
Fluid zu kombinierenden dritten Stoff bestimmt wird.
-
Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, daß der dritte Stoff mit dem
ersten Fluid, vorzugsweise mittels zumindest einer Dosierungsvorrichtung, vermischt,
insbesondere in dem ersten Fluid gelöst, wird und/oder zumindest
eine Anweisung an zumindest einen Benutzer zur Zuführung des
dritten Stoffes, insbesondere in den Behälter, ausgegeben wird.
-
Bei
den beiden vorgenannten Alternativen kann vorgesehen sein, daß der dritte
Stoff, insbesondere zumindest teilweise automatisch nach vorbestimmten
Betriebsintervallen der Fluidaufnahmevorrichtung und/oder eines
die Fluidaufnahmevorrichtung umfassenden Gargeräts und/oder in Abhängigkeit
von zumindest einem Befehl eines Benutzers der Fluidaufnahmevorrichtung
und/oder des Gargerätes, mit
dem, insbesondere zumindest einem Element des Gargeräts und/oder
der Fluidaufnahmevorrichtung, vorzugsweise dem Behälter, zumindest
einem Dampfgenerator, zumindest einem Ablöschkasten und/oder zumindest
einem Garraum zuführbaren, ersten
Fluid, vorzugsweise während
der Durchführung
zumindest eines Reinigungsprozesses des Gargerätes und/oder der Fluidaufnahmevorrichtung, kombiniert
wird.
-
Weiterhin
wird vorgeschlagen, daß als
dritter Stoff zumindest ein zweites Fluid, vorzugsweise eine zweite
Flüssigkeit,
und/oder zumindest ein lösbarer Feststoff,
vorzugsweise in Form zumindest eines Tabs, mit dem ersten Fluid,
vorzugsweise mittels der Dosierungsvorrichtung und/oder mittels
des Benutzers, kombiniert wird, insbesondere der dritte Stoff in dem
ersten Fluid, insbesondere in der ersten Flüssigkeit, gelöst wird.
-
Auch
sieht die Erfindung vor, daß mittels
des dritten Stoffes eine Veränderung
der Konzentration des zweiten Stoffes in dem ersten Fluid, vorzugsweise
eine Entkalkung, erreicht wird und/oder mittels des dritten Stoffs
zumindest eine waschaktive Substanz, vorzugsweise eine Waschflotte
und/oder ein Klarspülfluid,
gebildet wird.
-
Besonders
bevorzugt ist, daß der
erste Pegel, der zweite Pegel, der dritte Pegel, der vierte Pegel,
die erste Menge, die zweite Menge, die dritte Menge und/oder die
vierte Menge des ersten Fluids, die erste Änderung, die zweite Änderung,
die dritte Änderung,
die erste Relation, die zweite Relation, der Vergleichswert, zumindest
eine Differenz, zumindest ein Quotient, der Verkalkungsgrad, die
charakteristische Größe, insbesondere
der Härtegrad
des ersten Fluids, die Dosierempfehlung und/oder die Anweisung,
vorzugsweise in einer Speichereinrichtung, abgespeichert und/oder
abgerufen wird bzw. werden.
-
Eine
vorteilhafte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, daß zumindest ein
Alarm erzeugt wird, wenn der Pegel eines Fluids, insbesondere umfassend
das erste Fluid, in dem Behälter
einen vorbestimmten Wert übersteigt.
-
Schließlich wird
für das
Verfahren vorgeschlagen, daß der
Behälter
zumindest teilweise von zumindest einem, vorzugsweise mit zumindest
dem Gargerät
in Wirkverbindung stehenden, Dampfgenerator, von zumindest einem,
vorzugsweise mit dem Gargerät
in Wirkverbindung stehenden, Ablöschkasten
und/oder zumindest einem von dem Gargerät umfaßten Garraum gebildet wird.
-
Die
die Fluidaufnahmevorrichtung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Auswertemittel
der Fluidaufnahmevorrichtung dazu eingerichtet ist, das Auswertemittel
dazu eingerichtet ist, anhand zumindest einer mittels des Fluidstandsensors bestimmten
ersten Änderung
eines Pegels des ersten Fluids in dem Behälter zwischen zumindest einer ersten
Befüllung
und zumindest einer zweiten, zeitlich zur ersten zumindest teilweise
versetzt erfolgenden zweiten Befüllungen
des Behälters,
anhand zumindest einer mittels des Fluiddurchflußmessers bestimmten zweiten Änderung
einer dem Behälter
zugeführten
Menge des ersten Fluids zwischen zumindest der ersten und der zweiten
Befüllung
des Behälters
und/oder anhand zumindest einer dritten Änderung zumindest einer Relation
zwischen zumindest einem mittels des Fluidstandsensors bestimmten ersten
Pegels des ersten Fluids in dem Behälter und zumindest einer mittels
des Fluiddurchflußmessers bestimmten
Menge des dem Behälter
zugeführten ersten
Fluids zwischen zumindest der ersten und der zweiten Befüllung des
Behälters
zumindest eine charakteristische Größe des ersten Fluids zu ermitteln.
-
Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, daß als charakteristische Größe zumindest
eine Konzentration zumindest eines, insbesondere eine Ablagerung
eines ersten Stoffes in dem Behälter
bewirkenden zweiten Stoffes in dem ersten Fluid bestimmbar ist,
vorzugsweise zumindest ein Härtegrad,
insbesondere die Wasserhärte,
des ersten Fluids bestimmbar ist.
-
Weiterhin
wird für
die Fluidaufnahmevorrichtung vorgeschlagen, daß die Fluidaufnahmevorrichtung
zumindest eine Speichereinrichtung, wie zumindest einen RAM oder
ROM, insbe sondere zur Speicherung der ersten Änderung, der zweiten Änderung, der
dritten Änderung,
zumindest eines Pegels und/oder zumindest einer Menge des ersten
Fluids, der Konzentration des zweiten Stoffes, der charakteristischen
Größe und/oder
zumindest eines Vergleichswertes, die vorzugsweise mit dem Auswertemitel
in Wirkverbindung steht, umfaßt.
-
Auch
ist bevorzugt, daß die
Fluidaufnahmevorrichtung, insbesondere das Auswertemittel, mit zumindest
einer Ausgabeeinrichtung, insbesondere einer akustischen, optischen
und/oder taktilen Ausgabeeinrichtung, wie einem Lautsprecher, einem
Vibrator, einer Anzeigevorrichtung, insbesondere umfassend zumindest
ein Display und/oder zumindest eine LED, zur Ausgabe von Anweisungen
und/oder Informationen, insbesondere der ermittelten charakteristischen
Größe, an zumindest
einen Benutzer in Wirkverbindung steht, insbesondere dem Benutzer zumindest
eine Dosierungsanweisung, vorzugsweise für zumindest einen mit dem ersten
Fluid zu kombinierenden dritten Stoffs, und/oder zumindest ein Alarm,
ausgebbar ist.
-
Weiterhin
ist bevorzugt, daß die
Fluidaufnahmevorrichtung, insbesondere das Auswertemitel, mit zumindest
einer Dosierungsvorrichtung, vorzugsweise zur automatischen Kombination
des dritten Stoffes mit dem ersten Fluid, in Wirkverbindung steht.
-
Besonders
vorteilhaft ist die Fluidaufnahmevorrichtung so ausgeführt, daß der dritte
Stoff eines oder mehrere Mittel aus der Gruppe umfassend ein Entkalkungsmittel,
ein Reinigungsmittel und einen Klarspüler umfaßt, wobei der dritte Stoff,
insbesondere mittels der Dosierungsvorrichtung, in Abhängigkeit von
der ermittelten charakterisitschen Größe, insbesondere des Härtegrads
des ersten Fluids, dosierbar ist.
-
Eine
erfindungsgemäße Fluidaufnahmevorrichtung
kann gekennzeichnet sein durch zumindest einen Zulauf, insbesondere
zur Zuführung
des ersten Fluids zu dem Behälter,
wobei vorzugsweise der Fluiddurchflußmesser mit dem Zulauf in Wirkverbindung steht.
-
Besonders
bevorzugt ist, daß der
Fluiddurchflußmesser
zumindest einen Impulszähler
umfaßt.
-
Für die erfindungsgemäße Fluidaufnahmevorrichtung
wird ferner vorgeschlagen, daß die
Fluidaufnahmevorrichtung zumindest teilweise als, vorzugsweise von
zumindest einem Gargerät
umfaßten, Dampfgenerator,
Ablöschkasten
und/oder Garraum ausgebildet ist.
-
Schließlich wird
für die
Fluidaufnahmevorrichtung vorgeschlagen, daß die, insbesondere als Dampfgenerator
ausgebildete, Fluidaufnahmevorrichtung zumindest eine mit dem Behälter in
Wirkverbindung stehende Heizeinrichtung, vorzugsweise zur Erhitzung,
insbesondere zur Verdampfung, des ersten Fluids und/oder zumindest
eine Temperaturmeßvorrichtung,
insbesondere zur Erfassung der Temperatur des ersten Fluids, umfaßt.
-
Die
das Gargerät
betreffende Aufgabe wird gelöst
durch ein Gargerät
umfassend zumindest eine erfindungsgemäße Fluidaufnahmevorrichtung.
-
Das
erfindungsgemäße Gargerät kann gekennzeichnet
sein durch zumindest eine, vorzugsweise mit dem Auswertemittel,
dem Behälter,
dem Fluiddurchflußmesser,
dem Fluidstandsensor, der Speichereinrichtung, der Ausgabeeinrichtung und/oder,
der Dosierungsvorrichtung in Wirkverbindung stehende, Steuer- und/oder
Regeleinrichtung, wobei mittels der Steuer- und/oder Regeleinrichtung zumindest
ein Garprozeß und/oder
zumindest ein Reinigungsprozeß,
vorzugsweise zumindest ein Entkalkungs-, zumindest ein Prozeß zur Ablösung und/oder
Auflösung
von Garrückständen und/oder ein
Klarspülprozeß, innerhalb
des Gargerätes
steuer- und/oder
regelbar ist, wobei vorzugsweise das Auswertemittel und die Steuer-
und/oder Regeleinrichtung in einem ausgeführt sind.
-
Schließlich wird
mit der Erfindung für
das Gargerät
vorgeschlagen, daß mittels
der Steuer- und/oder
Regeleinrichtung bei Durchführung
eines Reinigungsprozeßes
die Zuführung
und/oder Umwälzung
zumindest eines Entkalkungsfluids, zumindest einer Reinigungsflotte
und/oder zumindest eines Klarspülfluids
steuer- und/oder regelbar ist, wobei das Entkalkungsfluid, die Reinigungsflotte
und/oder das Klarspülfluid
vorzugsweise das erste Fluid und/oder den dritten Stoff umfaßt.
-
Dem
erfindungsgemäßen Verfahren,
der erfindungsgemäßen Fluidaufnahmevorrichtung
bzw. dem erfindungsgemäßen Gargerät liegt
somit die überraschende
Erkenntnis zugrunde, daß die Änderung
eines Pegels in dem Behälter
(d.h. der Gradient des Pegels) bei konstanten Füllmengen bzw. die Änderung
der Füllmenge
bei konstanten Pegeln der dem Behälter zugeführten Fluidmengen zwischen nacheinander
erfolgten Befüllungen
des Behälters von
charakteristischen Größen des
Fluids abhängen, beispielsweise
bei Wasser die Fluidmenge von der Stärke der Ablagerung eines ersten
Stoffes, die sich aus dem Vorhandensein eines zweiten Stoffes in dem
Fluid ergibt, wie einer Verkalkung, abhängt, woraus die charakteristische
Größe, beispielsweise
der Härtegrad
des Wassers, bestimmt werden kann.
-
Die
charakteristische Größe, insbesondere der
Wasserhärtegrad,
wird im erfindungsgemäßen Verfahren
und insbesondere mit Hilfe dem mit der Fluidaufnahmevorrichtung
in Wirkverbindung stehenden Auswertemittel durch einen Vergleich
der Änderung
des Pegels (bei konstanten Füllmengen)
oder der Änderung
der Füllmenge
(bei konstanten Pegeln) nach einer bestimmten Anzahl von Befüllungen
des Behälters,
die so gewählt
ist, daß beispielsweise
von einer meßbaren
Ablagerung des ersten Stoffes und damit einer Veränderung
des Behältervolumens
ausgegangen werden kann, mit entsprechenden gespeicherten, zuvor,
insbesondere für
bekannte Wasserhärtegrade,
ermittelten Vergleichswerten bestimmt.
-
Die
charakteristische Größe, insbesondere der
Härtegrad
kann auch anhand einer, insbesondere mit dem Fluiddurchflußmesser
und dem Fluidstandsensor bestimmten Änderung einer Relation, insbesondere
eines Quotienten, aus der dem Behälter zugeführten Fluidmenge und dem entsprechenden
Pegel dieser Fluidmenge in dem Behälter abgeleitet werden, so
daß weder
die zugeführte
Fluidmenge noch der Pegel konstant gehalten werden muß. Dabei
müssen
jedoch gegebenenfalls Änderungen der
Relation, insbesondere des Quotienten, in Abhängigkeit von Parametern des
Behälters,
wie beispielsweise seiner Geometrie, Rechnung getragen werden.
-
Die
entsprechenden Vergleichswerte können vom
Hersteller oder dem Endnutzer vor einer Durchführung des Verfahrens, insbesondere
vor einem Gebrauch der Fluidaufnahmevorrichtung gemessen werden
und sind gemäß einer
Ausführungsform
in einem mit dem Auswertemittel in Verbindung stehenden, vorzugsweise
in der Fluidaufnahmevorrichtung umfaßten Speichereinrichtung, wie
einem Datenspeicher, gespeichert. Sie umfassen insbesondere Werte,
die die Änderungen
des Pegels bei konstanten Füllmengen
oder Änderungen
der Füllmen ge
bei konstant gehaltenem Pegel im Behälter nach einer bestimmten
Anzahl von Befüllungen
für Fluide
mit unterschiedlichen charakteristischen Größen, wie Wasserhärtegrade,
wiedergeben. Es kann eine Interpolation durchgeführt werden, um zwischen den
gemessenen Vergleichswerten liegende Vergleichswerte zu erhalten,
mit welchen später
unter Betriebsbedingungen gemessene Werte verglichen werden können.
-
Die
charakteristische Größe kann
im Prinzip bereits mit der Bestimmung eines einzigen Werts (d.h.
Pegels oder zugeführte
Füllmenge
oder Quotient daraus) nach einer Anzahl von Befüllungen der Fluidaufnahmevorrichtung
mit dem Fluid, nachdem eine wahrnehmbare Änderung eingetreten ist, und
einen Vergleich mit gespeicherten, dieser Anzahl von Befüllungen
entsprechenden Werten für
unterschiedliche charakteristische Größen bestimmt werden. Eine Einbeziehung
mehrerer, nacheinander und gegebenenfalls nach jeweils einer gleichen
Anzahl von Befüllungen
durchgeführter
Messungen liefert jedoch ein genaueres Ergebnis.
-
Nach
der Bestimmung der charakteristischen Größe kann eine Dosierempfehlung
für einen mit
dem Fluid zu kombinierenden, insbesondere mit diesem zu vermischenden
und/oder in diesem aufzulösenden,
dritten Stoff, wie einem Entkalkungsmittel bzw. Wasserenthärtungsmittel
zur Reinigung der Fluidaufnahmevorrichtung angegeben werden. Damit kann
eine Über-
oder Unterdosierung des dritten Stoffes vermieden und können die
Betriebskosten optimiert werden. Darüber hinaus kann eine Dosierempfehlung
für ein
weiteres Reinigungsmittel, welches nicht direkt zur Reinigung der
Fluidaufnahmevorrichtung dient, dessen Dosierung jedoch ebenfalls von
der charakteristischen Größe, insbesondere
dem Härtegrad,
des Fluids abhängt,
ausgegeben werden. Beispielsweise bei Verwendung der Fluidaufnahmevorrichtung
in einem Gargerät
können
so Dosierempfehlungen für
ein Reinigungsmittel zur Bildung einer Waschflotte oder eines Klarspülers, welcher
einem Garraum des Gargeräts
zugeführt,
insbesondere durch diesen umgewälzt
wird, ausgegeben werden.
-
Erfindungsgemäß wird somit
ein Verfahren, eine Fluidaufnahmevorrichtung und ein Gargerät bereitgestellt,
mit denen eine charakteristische Größe eines Fluids, wie der Härtegrad
einer Flüssigkeit,
insbesondere von Wasser, ohne einen speziellen Sensor, wie beispielsweise
einen Leitwertsensor, sondern lediglich mit Hilfe eines Fluiddurchflußmessers und
eines Fluid standsensors ermittelt wird. Da zumindest entweder der
Fluiddurchflußmesser
oder der Fluidstandsensor sinnvoller Weise ohnehin an der Fluidaufnahmevorrichtung,
wie einem Dampfgenerator, vorhanden ist, z.B. um die der Fluidaufnahmevorrichtung
zugeführte
Fluidmengen automatisch abmessen und eine Überschreitung einer maximalen Füllmenge
des Behälters
verhindern zu können,
ist eine kostengünstige
Realisierung der erfindungsgemäßen Fluidaufnahmevorrichtung
möglich.
Darüber hinaus
handelt es sich bei dem Fluiddurchflußmesser und Fluidstandsensor
um sehr zuverlässige
Meßeinrichtungen
ohne komplizierte Elektronik, wodurch eine lange Betriebslebensdauer
der erfindungsgemäßen Fluidaufnahmevorrichtung
sichergestellt werden kann.
-
Durch
eine Dosierungsvorrichtung wird erreicht, daß nach einer Bestimmung der
charakteristischen Größe des Fluids
eine automatische Dosierung des dritten Stoffes, wie einer Chemikalie,
beispielsweise von Entkalkungsmittel bzw. Reinigungsmittel nach
vorbestimmten Betriebsintervallen (d.h. einer bestimmten Anzahl
von Befüllungen)
beispielsweise entsprechend des bestimmten Härtegrades erfolgen kann.
-
Bei
einer Zugabe in immer gleichbleibenden Betriebsintervallen kann
die Menge der des dritten Stoffes unter der Voraussetzung einer
gleichbleibenden Beschaffenheit des Fluids, beispielsweise einer gleichbleibenden
Wasserhärte,
unverändert
bleiben und eine Wiederholung der Bestimmung der charakteristischen
Größe, insbesondere
des Wasserhärtegrades,
ist im Prinzip nicht erforderlich.
-
Es
können
jedoch in größeren Betriebsintervallen
zusätzlich
Bestimmungen der Beschaffenheit des Fluids, insbesondere des Verkalkungszustands bzw.
der Wasserhärte,
durchgeführt
werden, um die korrekte Dosierung beispielsweise des Entkalkungsmittels
bzw. Reinigungsmittels zu kontrollieren bzw. Veränderungen der Beschaffenheit
des Fluids, insbesondere der Wasserhärte, festzustellen. Eine Bestimmung,
ob eine ausreichende Dosierung erfolgt ist, kann beispielsweise
automatisch durch eine entsprechend eingerichtete Fluidaufnahmevorrichtung
nach einer Reinigung des Behälters
erfolgen, indem durch das Auswertemittel und anhand von vom Fluiddurchflußmesser
und Fluidstandsensor gelieferten Meßwerten bestimmt wird, ob eine
Differenz zwischen dem Füllvolumen
einer Fluidaufnahmevorrichtung im ge reinigten Zustand (der entsprechende
Wert des Füllvolumens
ist im Datenspeicher gespeichert) und dem gemessenen Füllvolumen
nach der Reinigung vorliegt. Wird eine über einem bestimmten Wert liegende
Differenz festgestellt, muß von
einer bestehenden Verschmutzung, insbesondere bestehenden Ablagerungen
des ersten Stoffes, ausgegangen werden.
-
Zur
Feststellung einer Änderung
des Füllvolumens
kann die Fluidaufnahmevorrichtung insbesondere zur Bestimmung einer
Differenz zwischen dem beispielsweise im Datenspeicher gespeicherten Wert
des Pegels im gereinigten Zustand des Behälters und einem gemessenen
Pegel bei gleicher Fluidmenge oder zur Bestimmung der Differenz
zwischen dem ebenfalls im Datenspeicher gespeicherten Wert der Fluidmenge
im gereinigten Zustand des Behälters
und dem gemessenen Wert der Fluidmenge bei konstant gehaltenem Pegel
oder auch zur Bestimmung der Differenz zwischen einem Quotienten
aus einer gemessenen Fluidmenge und einem zugehörigen Pegel und dem gespeicherten
Quotienten für
einen gereinigten Behälter
eingerichtet sein.
-
Bei
Feststellung eines Ablagerungszustands können entsprechende Maßnahmen
ergriffen werden.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
umfaßt
die Fluidaufnahmevorrichtung ein mit dem Fluidstandsensor bzw. dem
Auswertemittel gekoppeltes Mittel, insbesondere in Form einer Ausgabeeinrichtung,
zur Ausgabe eines Signals, das aktiviert wird, falls der Pegel des
Fluids im Behälter
einen vorbestimmten Wert übersteigt.
-
Das
Signal kann ein akustisches Signal, ein taktiles oder ein optisch
wahrnehmbares Signal sein, das beispielsweise auf einer Anzeige
oder mit Hilfe zumindest einer LED ausgegeben wird. Damit kann ein
Anstieg des Ablagerungsgrades des ersten Stoffes im Behälter über einen
bestimmten Wert signalisiert werden. Insbesondere kann damit auch
signalisiert werden, daß nach
einer Reinigung noch Ablagerungen vorhanden sind.
-
Alternativ
zum Mittel zur Ausgabe eines Signals oder zusätzlich kann die Fluidaufnahmevorrichtung
für eine
Durchführung
einer automatischen Nachreinigung unter Einbeziehung der Dosierungsvorrichtung
und eine ggf. danach erfolgende weitere Überprüfung des Ablagerungszustands,
insbesondere des Verkalkungszustands eingerichtet sein.
-
Zusätzlich kann
die Fluidaufnahmevorrichtung eingerichtet sein, zu bestimmen, ob
eine nach der Reinigung festgestellte bestehende Ablagerung des
ersten Stoffes auf eine Änderung
der charakteristischen Größe des Fluids,
wie des Härtegrades,
zurückzuführen ist.
Dazu kann durch die Fluidaufnahmevorrichtung in derselben Weise,
wie oben beschrieben wurde, eine weitere Bestimmung der charakteristischen
Größe, insbesondere
des Wasserhärtegrades,
erfolgen.
-
Die
Fluidaufnahmevorrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Feststellung
einer Änderung der
charakteristischen Größe des Fluids,
wie der Wasserhärte,
unter Einbeziehung der automatischen Dosierungsvorrichtung bei der
nächsten
Reinigung durch Zuführen
einer größeren Menge
des dritten Stoffes, wie Entkalkungsmittel oder Reinigungsmittel, automatisch
durch die Dosierungsvorrichtung zu berücksichtigen.
-
Weitere
Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf eine Figur.
-
In
der Figur ist im Querschnitt eine erfindungsgemäße Fluidaufnahmevorrichtung
in Form eines Dampfgenerators 1 für ein Gargerät gezeigt.
-
Wie
in der Figur zu erkennen ist, heizt der Dampfgenerator 1 im
Betrieb ein erstes Fluid in Form von Wasser 12 in einem
Behälter 10 mit
einem Wasserzulauf 20, einem Dampfaustritt 30 und
einer Ablaufeinheit 40, umfassend eine Entleerpumpe 41 und einen
Entleerschlauch 42 über
eine Heizeinrichtung in Form eines Heizkörpers 50 auf. Zudem
ist innerhalb des Behälters 10 ein
Fluidstandsensor in Form eines Wasserstandsensors 100 angeordnet.
Ein derartiger Dampfgenerator 1 ist für ein Gargerät, insbesondere
für im
Kombinationsbetrieb mit Heißluft
und Heißdampf
arbeitende Tisch- oder Standgeräte
für die
Gastronomie, Großküchen und
dergleichen, geeignet, wobei der Dampfaustritt 30 in einem
nicht gezeigten Garraum mündet.
-
Der
dargestellte Dampfgenerator 1 arbeitet wie folgt:
Zur
Inbetriebnahme wird Wasser über
den Wasserzulauf 20, einen Fluiddurchflußmesser 21,
wie beispielsweise einen Impulszähler,
der die eingefüllte Wassermenge
erfaßt,
und ein Befüllungsrohr 22 in den
Behälter 10 eingefüllt. Dort
wird das Wasser 12 über
den Heizkörper 50,
dessen Temperatur einer Temperaturmeßvorrichtung in Form eines
Temperatursensors 51 erfaßt, erwärmt und schließlich verdampft.
-
Im
Laufe des Betriebs des Dampfgenerators 1 bilden sich unter
anderem Ablagerungen eines ersten Stoffes, in Form von Kalkablagerungen 11 an
den Wänden
des Behälters 10 ab.
Diese Ablagerungen 11 sind auf das Vorhandensein zumindest
eines zweiten Stoffes, wie Kalk, in dem Wasser 12 zurückzuführen, die
sich bei einer Erhitzung des Wassers 12 bilden. Diese Ablagerungen 11 bewirken,
daß entweder
der Nenn-Wasserstand 13, der mittels des Wasserstandsensors 100 erfaßt wird,
bei über
den Fluiddurchflußmesser 21 konstant
zugegebener Wassermenge, ansteigt, oder, im Falle einer niveauregulierten
Wassereinfüllung
unter Einsatz des Wasserstandsensors 100, die über den
Fluiddurchflußmesser 21 erfaßte Einfüllmenge
absinkt.
-
Durch
Ermittlung der Änderung
des Pegels des Fluids in Form des Wassers 12 (d.h. des
Gradienten des Pegels) im Behälter 10 mit
Hilfe des Wasserstandsensors 100 zwischen nacheinander
erfolgten Befüllungen
des Behälters 10 mit
derselben mit dem Fluiddurchflußmesser 21 bestimmten
Wassermenge und durch Vergleich mit zuvor für eine Reihe von Fluide mit
unterschiedlichen Beschaffenheiten, insbesondere unterschiedlichen
Härtegraden,
ermittelten und in einer nicht dargestellten Speichervorrichtung
in Form eines Datenspeichers abgelegten Meßwerten durch ein im Dampfgenerator 1 vorgesehenes
(nicht gezeigten) Auswertemittel, wie beispielsweise eines Mikroprozessors
oder einer beliebigen anderen geeigneten elektronischen Recheneinrichtung,
die mit dem Wasserstandsensor 100 und dem Fluiddurchflußmesser 21 in
Wirkverbindung steht, kann eine charakteristische Größe des Wassers 12,
in Form des Härtegrades
des Wassers 12, bestimmt werden, da die Stärke der
Zunahme des Pegels (bei gleichbleibender Wasserfüllmenge) zwischen nacheinander
folgenden Befüllungen
vom Wasserhärtegrad
abhängig
ist. Je höher
die Wasserhärte,
um so stärker
ist die Verkalkung im Be hälter 10 und
der Anstieg des Pegels im Behälter 10.
Die Änderung
des Pegels der dem Behälter 10 zugeführten, konstanten
Wassermenge und damit der Wasserhärtegrad kann z.B. anhand einer
einzigen Messung z.B. nach zehn Befüllungen gemessen werden. Ein
genaueres Ergebnis wird jedoch bei wiederholten Messungen über eine
längere
Betriebsdauer (z.B. insgesamt 20 Befüllungen des Behälters) beispielsweise jeweils
nach fünf
Befüllungen
und durch einen Vergleich mit entsprechenden, in dem Datenspeicher des
Dampferzeugers 1 abgespeicherten Vergleichswerten erzielt.
Die Bestimmung kann alternativ auch durch Bestimmung der Änderung
der Füllmengen
mit Hilfe der durch den Durchflußmesser 21 gelieferten Meßwerte bei
konstanten durch den Wasserstandsensor 100 gemessenen Pegeln
oder durch Bestimmung der Änderung
des Quotienten aus Füllmenge und
Pegel und Vergleich mit gespeicherten Werten ermittelt werden.
-
Zuvor
ermittelte, für
einen Vergleich geeignete Meßwerte
können
ebenfalls in der durch das Auswertemittel zugreifbaren Speichervorrichtung,
die beispielsweise in Form eines RAM oder ROM ausgebildet ist, abgelegt
sein.
-
Die
Bestimmung des Härtegrades
muß theoretisch
nur einmal für
eine bestimmte Wasserhärte, zum
Beispiel bei der ersten Inbetriebnahme des Dampfgenerators 1 an
einem Wasseranschluß mit Wasser 12 einer
bestimmten gleichbleibenden Wasserhärte durchgeführt werden.
Sobald der Härtegrad des
Wassers 12 bekannt ist, kann eine geeignete Dosierempfehlung
für ein
Reinigungsmittel, das gleichzeitig die Funktion einer Wasserenthärtung umfaßt, oder
ein Wasserenthärtungsmittel
abgegeben werden.
-
Bei
einer korrekten, dem bestimmten Wasserhärtegrad entsprechenden, in
gleichbleibenden Intervallen erfolgenden Dosierung des Reinigungsmittels
bzw. Wasserenthärtungsmittels
tritt keine Verkalkung des Behälters 10 auf,
so daß weitere
Messungen der Wasserhärte
im Prinzip nicht erforderlich sind.
-
Eine
Entkalkung bzw. Reinigung des Dampferzeugers 1 kann auch
automatisch mittels einer mit dem Dampfgenerator 1 verbundenen
Dosierungsvorrichtung (nicht gezeigt) für ein Entkalkungsmittel oder Reinigungsmittel
erfolgen. Die Dosierungsvorrichtung ist mit dem Aus wertemittel gekoppelt
und dosiert nach einer bestimmten Anzahl von Befüllungen des Behälters 10 automatisch
eine dem Wasserhärtegrad entsprechende
Menge des Entkalkungs- oder Reinigungsmittels.
-
Um
eine durch eine Unterdosierung des Entkalkungs- oder Reinigungsmittels
oder durch eine Änderung
des Wasserhärtegrades
erfolgte Verkalkung automatisch zu erfassen, kann eine kontinuierliche Überwachung
der Änderung
des Pegels in dem Behälter 10 (bei
gleichbleibender zugeführter
Wassermenge) oder des Füllvolumens
(bei konstant gehaltenem Pegel) sinnvoll sein. Die kontinuierliche Überwachung
von Änderungen
kann beispielsweise automatisch durch Versorgung des Auswertemittels mit
Meßwerten
vom Wasserstandsensor 100 und vom Fluiddurchflußmesser 21 bei
der ersten Befüllung
des Dampfgenerators 1 jeweils nach einem Entkalkungs- bzw.
Reinigungsvorgang erfolgen. Deutet der vom Auswertemittel durchgeführte Vergleich
mit den gespeicherten Daten auf einen noch bestehenden Verkalkungszustand
hin, können
Maßnahmen für eine erneute
Reinigung bzw. Entkalkung ergriffen werden.
-
Bei Übersteigung
eines Schwellenwertes der Differenz zwischen dem Pegelwert im kalkfreien
Zustand (der entsprechende Wert ist im Datenspeicher abgelegt) und
einem gemessenen Pegelwert bei gleichen Füllmengen (oder der Differenz
zwischen den Füllmengen
bei gleichen Pegeln) nach einer durchgeführten Reinigung kann beispielsweise
vom Auswertemittel ein Signal an ein (nicht gezeigtes) Anzeigeelement,
wie z.B. einen Lautsprecher zur Ausgabe eines akustischen Signals
oder an eine Anzeige zur Ausgabe eines optischen Signals ausgegeben
werden, damit dann von einer Bedienperson oder auch automatisch
eine Nachreinigung und wahlweise zusätzlich eine Dosierungskorrektur
durchgeführt
werden kann.
-
Das
Anzeigelement kann so konfiguriert sein, daß immer dann ein Warnsignal
ausgegeben wird, wenn ein bestimmter Verkalkungszustand festgestellt
wird.
-
Die
Verwertung der durch das Auswertemittel des Dampfgenerators 1 ermittelten
charakteristischen Größe des Wassers 12 ist
nicht auf die Dosierung eines Reinigungsmittels, welches zur Reinigung des
Behälters 10 des
Dampfgenerators 1 dient, beschränkt. So kann das Aus wertemittel
die bestimmte charakteristische Größe an eine Steuer- und/oder Regeleinheit
des Gargerätes
weitergeben oder die Regel- und/oder Steuereinheit kann die bestimmte charakteristische
Größe aus dem
Datenspeicher abrufen. Insbesondere bei Großküchengargeräten ist es üblich, daß eine Reinigung des Gargerätes automatisch
durchgeführt
wird. Üblicherweise
wird dazu eine Waschfluid bzw. eine Klarspülflotte durch zumindest einen
Innenraum des Gargerätes
umgewälzt, um
Garrückstände oder
dergleichen von Wandungen des Innenraums abzulösen. Insbesondere handelt es sich
bei dem Innenraum um einen Garraum des Gargerätes. Die Waschflotte bzw. das
Klarspülfluid
wird üblicherweise
dadurch gebildet, daß einem
Fluid, insbesondere Wasser, eine Reinigungssubstanz dosiert zugeführt wird.
Dies kann beispielsweise durch eine automatische Dosiervorrichtung
erfolgen oder dadurch, daß einem
Benutzer Anweisungen zur Zuführung
der Reinigungssubstanz in den Innenraum gegeben werden. Dabei hängt die
Dosierung der Reinigungssubstanz bzw. Klarspülsubstanz von der Beschaffenheit
des Wassers, insbesondere verschiedenen charakteristischen Größe, wie
dem Härtegrad des
Wassers, ab. Aufgrund der Tatsache, daß durch das Auswertemittel
insbesondere der Härtegrad
des Wassers bestimmt wird, kann somit eine präzisere Dosierung des Reinigungsmittels
bzw. des Klarspülmittels,
welches zur Reinigung des Innenraums, wie des Garraums, des Gargerätes eingesetzt
wird, erreicht werden. Auch hierdurch ergibt sich eine Reduzierung
der möglichen
Umweltbelastung, eine Verringerung der Betriebskosten des Gargerätes als
auch eine Verbesserung des Reinigungsergebnisses, da eine Über- bzw.
Unterdosierung des Reinigungsmittels bzw. des Klarspülmittels
vermieden wird.
-
Erfindungsgemäß wird somit
auf einfache bzw. kompakte Weise ein Verfahren zur Ermittlung einer
charakteristischen Größe eines
Fluids bzw. wie eines Härtegrades
von Wasser, angegeben, mit Hilfe der eine korrekte Dosierung eines
Wasserenthärtungsmittels
oder Reinigungsmittels ermöglicht
wird.
-
Die
in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung
in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
-
- 1
- Dampfgenerator
- 10
- Behälter
- 11
- Kalkablagerung
- 12
- Wasser
- 13
- Nenn-Wasserstand
- 20
- Wasserzulauf
- 21
- Fluiddurchflußmesser
- 22
- Befüllungsrohr
- 30
- Dampfaustritt
- 40
- Ablaufeinheit
- 41
- Entleerpumpe
- 42
- Entleerschlauch
- 50
- Heizkörper
- 51
- Temperatursensor
- 100
- Wasserstandsensor