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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe für ein Hausgerät, insbesondere eine Kondensatwasserpumpe für ein Wäschetrocknungsgerät.
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In Wäschetrocknern werden Kondensatwasserpumpen verwendet, welche aus zu trocknender Wäsche evaporiertes und folgend in einem Kondensator kondensiertes Kondensatwasser in einen Kondensatflüssigkeitsbehälter pumpen. Der Kondensatflüssigkeitsbehälter kann das Kondensatwasser zu einem Abfluss fördern oder zum Spülen von Komponenten des Wäschetrockners verwenden. Jedoch weist das Kondensatwasser typischerweise Fremdstoffe wie Flusen, Haare oder Waschmittelreste usw. auf, welche die Kondensatwasserpumpen verstopfen oder festsetzen können. So können sich beispielsweise Haare an einer dem Kondensatwasser ausgesetzten Welle anlagern und eine Drehung der Welle behindern oder sogar verhindern. Waschmittelreste können zu Krusten führen, welche ebenfalls einen Gang der Pumpe behindern.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine besonders robuste und für Fremdkörper in der zu fördernden Flüssigkeit besonders unanfällige Flüssigkeitspumpe für ein Hausgerät bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Flüssigkeitspumpe für ein Hausgerät, aufweisend eine Vorkammer und eine Hauptkammer, wobei
- – die Vorkammer eine Einfüllöffnung zum Einfüllen von Flüssigkeit aufweist;
- – die Vorkammer und die Hauptkammer über eine Durchlassöffnung, welche tiefer liegt als die Einfüllöffnung, miteinander verbunden sind;
- – die Hauptkammer eine Auslassöffnung zum Ablassen der Flüssigkeit und eine mit einer Luftpumpe verbundene Drucköffnung aufweist;
- – in oder mit der Hauptkammer ein füllstandsgesteuertes Ventilelement angeordnet ist, welches dazu eingerichtet und angeordnet ist, mit einem Erreichen eines maximalen Füllstands in der Hauptkammer die Durchlassöffnung zu verschließen;
- – wobei an oder in der Vorkammer mindestens ein Füllstandssensor angeordnet ist, mittels dessen ein Erreichen eines Aktivierungspegels der Flüssigkeit in der Vorkammer abfühlbar ist; und
- – wobei die Flüssigkeitspumpe dazu eingerichtet ist, mit Erreichen des Aktivierungspegels die Luftpumpe für eine bestimmte Zeitdauer zu aktivieren.
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Diese Flüssigkeitspumpe weist den Vorteil auf, dass sie ohne der Flüssigkeit ausgesetzte rotierende Teile auskommt und sich folglich nicht oder nur sehr schwer festsetzen kann. Zudem kann eine Größe der Öffnungen in einem weiten Bereich festgelegt werden, so dass sich auch Verstopfungen vermeiden lassen.
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Die Flüssigkeitspumpe kann beispielsweise auf folgende Weise betrieben werden:
Zunächst wird davon ausgegangen, dass sich ein Füllstand (auch Flüssigkeitspegel genannt) in der Hauptkammer unterhalb seines maximalen Füllstands befindet (Anfangszustand). Nun wird zu fördernde Flüssigkeit durch die Einfüllöffnung in die Vorkammer geleitet, z. B. während eines Betriebs eines Kondensators eines Wäschetrockners. Da der maximale Füllstand der Hauptkammer noch nicht erreicht ist, ist die Durchlassöffnung geöffnet, und die in die Vorkammer eingefüllte Flüssigkeit läuft im Wesentlichen in die Hauptkammer ab. In der Vorkammer tritt somit kein steigender Füllstand auf, es kann jedoch etwas Restflüssigkeit in der Vorkammer verbleiben. In der Folge steigt in der Hauptkammer der Füllstand, und zwar so lange, bis der der maximale Füllstand der Hauptkammer erreicht ist.
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Wird der maximale Füllstand der Hauptkammer erreicht oder überschritten, verschließt das füllstandsgesteuerte Ventilelement die Durchlassöffnung, und durch die Einfüllöffnung in die Vorkammer strömende Flüssigkeit wird nun in der Vorkammer gesammelt. Dadurch wiederum steigt der Füllstand der Flüssigkeit in der Vorkammer. Steigt der Füllstand in der Vorkammer so weit, dass ein vorbestimmter Füllstand, der ”Aktivierungspegel”, erreicht wird, wird dies mittels des an oder in der Vorkammer angeordneten Füllstandssensors detektiert. Der Füllstandssensor gibt ein entsprechendes Signal aus, woraufhin die Luftpumpe aktiviert wird. Die Luftpumpe pumpt Luft durch die Drucköffnung in die Hauptkammer, so dass sich ein Druck in der Hauptkammer erhöht. Dadurch wird die Flüssigkeit durch die Auslassöffnung verdrängt und kann z. B. zu einem Ablauf oder einem Spülbehälter gefördert werden. Folglich sinkt der Füllstand in der Hauptkammer wieder. Das füllstandsgesteuerte Ventilelement verbleibt noch für eine Zeitlang in seiner geschlossenen Stellung oder Dichtstellung, z. B. weil es durch den durch die Luftpumpe generierten Überdruck geschlossen gehalten wird. Die Luftpumpe bleibt für eine bestimmte Zeitdauer aktiviert.
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Ist die Luftpumpe deaktiviert, kann der Überdruck in der Hauptkammer erniedrigt werden, insbesondere mit dem Umgebungsdruck ausgeglichen werden. Spätestens zu dem Zeitpunkt der Erniedrigung des Überdrucks, insbesondere Druckausgleichs, kehrt das füllstandsgesteuerte Ventilelement in seine Anfangsstellung zurück, und die Durchlassöffnung wird wieder geöffnet. Dadurch fließt zunächst die in der Vorkammer gesammelte Flüssigkeit in die Hauptkammer, und danach die durch die Einfüllöffnung strömende Flüssigkeit, worauf der oben beschriebene Vorgang erneut durchgeführt werden kann.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das füllstandsgesteuerte Ventilelement ein Schwimmer ist. Durch den Schwimmer kann dieser besonders einfach mit dem Füllstand bewegt und ab Erreichen des maximalen Füllstands auf die Durchlassöffnung gedrückt werden, wodurch der Schwimmer die Durchlassöffnung verschließt. Mit fallendem Füllstand drückt sich der Schwimmer durch sein Eigengewicht eigenständig nach unten von der Durchlassöffnung weg.
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Dabei kann ein Gewicht bzw. eine Masse des Schwimmers auf eine einfache Weise so eingestellt werden, dass das Gewicht geringer ist als eine entgegengesetzt (insbesondere nach oben) wirkende Anpresskraft aufgrund des Überdrucks in der Hauptkammer während der Aktivierung der Flüssigkeitspumpe. Insbesondere kann der Schwimmer ein Hohlkörper sein, um einen hohen Anpressdruck auf die Durchlassöffnung zu erreichen.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das füllstandsgesteuerte Ventilelement, insbesondere Schwimmer, kugelförmig ist. Dadurch kann auf eine aufwändige und fehleranfällige Führung verzichtet werden.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Durchlassöffnung an ihrer der Hauptkammer zugewandten Seite einen Dichtsitz für das füllstandsgesteuerte Ventilelement, insbesondere Schwimmer, aufweist. Dies verbessert eine Dichtigkeit und ermöglicht einen präzisen Verschluss der Durchlassöffnung.
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Jedoch ist die Flüssigkeitspumpe nicht auf einen Verwendung eines Schwimmers beschränkt. So kann anstelle des Schwimmers auch ein aktiv betätigtes, z. B. elektromotorisch bewegtes, Ventil verwendet werden, dessen Schließen der Durchlassöffnung beispielsweise durch ein Signal eines Füllstandssensors ausgelöst wird, welcher den maximalen Füllstand detektiert. Das Ventil kann ebenfalls zeitgesteuert oder auf ein Signal, z. B. eines Füllstandssensors bei einem Erreichen eines minimalen Füllstands, hin die Durchlassöffnung wieder öffnen.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die bestimmte Zeitdauer zur Aktivierung der Luftpumpe eine voreingestellte (zeitaktivierte) Zeitdauer ist. Diese voreingestellte Zeitdauer kann beispielsweise mittels einer Uhr oder eines anderen zeitsteuernden Mittels bestimmt werden. Die Zeitdauer ist vorzugsweise so eingestellt, dass sich eine erhebliche, insbesondere im Wesentlichen vollständige, Entleerung der Hauptkammer ergibt. Die Zeitdauer kann beispielsweise experimentell ermittelt sein. Diese Ausgestaltung ist besonders robust und preisgünstig implementierbar.
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Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass die bestimmte Zeitdauer zur Aktivierung der Luftpumpe eine Zeitdauer ist, welche vergeht, bis der Füllstand in der Hauptkammer einen vorbestimmten minimalen Füllstand erreicht. So kann eine Entleerung bis zu dem minimalen Füllstand garantiert werden. Dazu kann die Hauptkammer beispielsweise mit einem Füllstandssensor ausgestattet sein, welcher den minimalen Füllstand erkennt und dann ein entsprechendes Signal ausgibt, auf dessen Grundlage unter anderem die Luftpumpe deaktivierbar ist.
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Die Luftpumpe kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass sie in einem deaktivierten Zustand (deaktivierte Luftpumpe) Luft zwischen ihrer Druckseite und ihrer Saugseite hindurchlässt. Dadurch wird bei deaktivierter Luftpumpe ein offener Luftkanal zwischen der Drucköffnung und der Umgebungsluft erzeugt, durch welchen ein Überdruck in der Hauptkammer abgelassen oder ausgeglichen werden kann.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Flüssigkeitspumpe dazu eingerichtet ist, im Zusammenhang mit einer Deaktivierung der Luftpumpe ein Druckausgleichsventil zu öffnen. Dadurch kann ein Druckausgleich in der Hauptkammer und folgend ein Öffnen der Durchlassöffnung besonders schnell durchgeführt werden. Dies ergibt den Vorteil, dass die Vorkammer vergleichsweise klein gehalten werden kann, ohne dass eine Gefahr eines Überlaufs auch bei einem starken Zulauf der Flüssigkeit auftritt.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Drucköffnung und das Druckausgleichsventil in einer oberen Wand oder Decke der Hauptkammer vorhanden sind oder damit hydraulisch verbunden sind, damit ein Eindringen der Flüssigkeit sicher vermeidbar ist. Das Druckausgleichsventil kann direkt in einer Wand der Hauptkammer angeordnet sein oder durch einen Kanal mit einer Druckausgleichsöffnung in der Wand der Hauptkammer verbunden sein.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Vorkammer in oder an einer Oberseite der Hauptkammer angeordnet ist. Dadurch wird ein schnelles und vollständiges Abfließen der Flüssigkeit aus der Vorkammer in die Hauptkammer erleichtert. Auch wird eine besonders kompakte Bauform erreichet. Insbesondere kann die Vorkammer in die Hauptkammer hineinragen, insbesondere so darin untergebracht sein, dass sie nicht von der Hauptkammer nach Außen vorsteht. Die Vorkammer kann insbesondere in einen Deckel der Hauptkammer integriert sein.
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Die Vorkammer kann insbesondere in die Oberseite oder obere Wand der Hauptkammer integriert sein. Die Vorkammer bzw. deren Wände kann oder können insbesondere mit der Hauptkammer bzw. deren Wänden einstückig ausgeformt sein.
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Es ist auch eine Weiterbildung, dass die Vorkammer und die Hauptkammer räumlich voneinander getrennt sind und mittels eines Kanals, z. B. eines Schlauchs, miteinander verbunden sind. Dies gibt eine erhöhte Entwurfs- und Positionierungsflexibilität.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der Füllstandssensor der Vorkammer mindestens zwei Elektroden aufweist, auf welche eine Spannung aufgebbar ist und wobei ein Strom zwischen ihnen abfühlbar ist. Ein Erreichen des Aktivierungspegels kann durch einen sprunghaften Anstieg des Stroms oder der Leitfähigkeit zwischen den Elektroden festgestellt werden. Jedoch sind auch alle anderen geeigneten Füllstandssensoren einsetzbar, z. B. Schwimmer, Reedsensoren, Ultraschallsensoren usw.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass sich die Auslassöffnung an oder in einem Boden der Hauptkammer befindet. Dadurch kann eine im Wesentlichen vollständige Entleerung der Hauptkammer und damit deren kompakte Bauweise ermöglicht werden.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Hausgerät mit mindestens einer solchen Flüssigkeitspumpe. Das Hausgerät kann insbesondere ein Wäschetrocknungsgerät sein. Alternativ kann das Hausgerät z. B. eine Waschmaschine sein, wobei die Flüssigkeitspumpe z. B. eine Laugenpumpe zum Pumpen von Lauge sein kann.
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In der folgenden Figur wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben.
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Die Figur zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpe.
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Die Figur zeigt eine Flüssigkeitspumpe 1 mit einer Vorkammer 2 und einer Hauptkammer 3. Die Flüssigkeitspumpe 1 ist hier als eine Kondensatwasserpumpe zum Einsatz in einem Wäschetrocknungsgerät W vorgesehen. Das Wäschetrocknungsgerät W kann ein Waschtrockner oder ein Wäschetrockner sein.
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Die Vorkammer weist eine Einfüllöffnung 4 zum Einfüllen von Flüssigkeit in Form von Kondensatwasser K auf. Das Kondensatwasser K kann Fremdkörper wie Flusen und Haare sowie darin gelöste Wäschebehandlungshilfsmittel wie Waschmittelreste aufweisen. In ihrem Boden weist die Vorkammer 2 eine Durchlassöffnung 5 auf, welche die Vorkammer 2 mit der Hauptkammer 3 verbindet. Die Durchlassöffnung 5 liegt tiefer als die Einlassöffnung 4. Durch die Durchlassöffnung 5 kann, falls sie nicht verschlossen ist, in der Vorkammer 2 befindliches Kondensatwasser K in die Hauptkammer 3 fließen.
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Die Hauptkammer 3 weist an einer Seitenwand auf Höhe des Bodens eine Auslassöffnung 6 zum Ablassen des Kondensatwassers K auf. Die Auslassöffnung 6 kann beispielsweise zu einem Abfluss oder einem Spülbehälter des Wäschetrocknungsgeräts W führen.
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Die Hauptkammer 3 weist ferner eine mit einer Luftpumpe 7 verbundene Drucköffnung 8 auf. Die Hauptkammer 3 ist hydraulisch mit einer Druckseite D der Luftpumpe 7 verbunden. Dadurch kann die Hauptkammer 3 bei aktivierter Luftpumpe 7 unter Überdruck gesetzt werden. Bei deaktivierter Luftpumpe 7 ist diese zwischen ihrer Saugseite S und ihrer Druckseite D luftdurchlässig, so dass dann ein offener hydraulischer Kanal zwischen der Hauptkammer 3 und der Umgebungsluft U durch die Luftpumpe 7 gebildet wird, durch welchen Überdruck abgelassen werden kann.
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In der Hauptkammer 3 ist ein füllstandsgesteuertes Ventilelement in Form eines kugelförmigen Schwimmers 9 angeordnet ist. Der Schwimmer 9 schwimmt auf dem in der Hauptkammer 3 befindlichen Kondensatwasser K. Der Schwimmer 9 kann mittels einer einfachen Führung (o. Abb.) zu einer senkrechten Bewegungsrichtung gezwungen werden, z. B. durch einen länglichen, senkrecht stehenden Käfig aus mehreren Stangen. Die Position des Schwimmers 9 richtet sich nach einem Füllstand h des Kondensatwassers. Befindet sich der Füllstand h unterhalb eines maximalen Füllstands hmax (gestrichelt dargestellt), ist die Durchlassöffnung 5 offen, und Kondensatwasser K kann in die Hauptkammer 3 fließen, so dass der Füllstand h steigt.
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Dabei fließt kein Kondensatwasser K aus der Auslassöffnung 6 ab. Dies kann beispielsweise durch ein geeignetes Ventil, z. B. ein Überdruckventil, erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Auslassöffnung 6 beispielsweise mit einem Flüssigkeitskanal verbunden sein oder in einen solchen führen, welcher sich bis zu einem Punkt oberhalb des maximalen Füllstands hmax erstreckt, z. B. in Form eines umgekehrten 'U'.
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Wird der maximale Füllstand hmax erreicht oder überschritten (durchgezogen dargestellt), setzt der Schwimmer 9 am Rand der Durchlassöffnung 5 auf und verschließt diese. Die Durchlassöffnung 5 weist an ihrer der Hauptkammer 3 zugewandten Seite einen Dichtsitz 5a für den Schwimmer 9 auf. Dadurch kann in die Vorkammer 2 einströmendes Kondensatwasser K nicht mehr in die Hauptkammer 3 abgeleitet werden, deren Füllstand h im Wesentlichen auf dem maximalen Füllstand hmax verbleibt. Folglich steigt das Kondensatwasser K in der Vorkammer an und erreicht mit der Zeit einen Aktivierungspegel ha.
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Mit Erreichen des Aktivierungspegels ha erreicht das Kondensatwasser K zwei spannungsbeaufschlagte Elektroden 10 und schließt diese kurz. Dadurch wird das Erreichen des Aktivierungspegels ha erkannt, worauf die Luftpumpe 7 aktiviert wird. Die Elektroden 10 stellen somit einen Füllstandssensor dar oder sind ein Teil eines solchen (z. B. zusätzlich zu einem Spannungsgenerator). Die Elektroden 10 können mit einer Steuereinrichtung (o. Abb.) verbunden sein, welche das Sensorsignal empfängt und die Luftpumpe 7 aktiviert. Alternativ können die Elektroden 10 direkt mit einem Relais der Luftpumpe 7 verbunden sein und die Luftpumpe 7 durch den Kurzschluss aktivieren.
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Mit der Aktivierung der Luftpumpe 7 drückt diese Luft in die Hauptkammer 3, welche dadurch unter einen Überdruck gesetzt wird. Mittels des Überdrucks wird erstens das Kondensatwasser K in der Hauptkammer 3 durch die Auslassöffnung 6 gedrückt, z. B. zu einen höher gelegenen Spülbehälter, und zweitens wird der Schwimmer 9 auch dann noch auf den Rand der Durchlassöffnung 5 gedrückt, falls der Füllstand h unter den maximalen Füllstand hmax sinkt. Die Luftpumpe 7 wird hier für einen vorbestimmten Zeitraum betrieben, innerhalb dessen die Hauptkammer 3 im Wesentlichen von dem Kondensatwasser K entleert wird.
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Mit Verstreichen des vorbestimmten Zeitraums wird die Luftpumpe 7 wieder angehalten bzw. deaktiviert. Dadurch agiert die Luftpumpe 7 als ein Überdruckablass, so dass Luft aus der Hauptkammer 3 in die Umgebung abgelassen wird und der Überdruck in sich zusammenfällt. Dadurch wiederum fällt der Schwimmer 9 von der Durchlassöffnung 5 ab und öffnet diese. So kann folgend das bisher in der Vorkammer 2 gesammelte Kondensatwasser K in die Hauptkammer 3 abfließen, und der oben beschriebene Ablauf kann erneut beginnen. Zusätzlich oder alternativ zu der Luftpumpe 7 kann für den Druckausgleich auch ein separates Druckausgleichsventil 11 verwendet werden.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flüssigkeitspumpe
- 2
- Vorkammer
- 3
- Hauptkammer
- 4
- Einfüllöffnung
- 5
- Durchlassöffnung
- 5a
- Dichtsitz
- 6
- Auslassöffnung
- 7
- Luftpumpe
- 8
- Drucköffnung
- 9
- Schwimmer
- 10
- Elektrode
- 11
- Druckausgleichsventil
- D
- Druckseite der Luftpumpe
- h
- Füllstand
- ha
- Aktivierungspegel
- hmax
- maximaler
- K
- Kondensatwasser
- S
- Saugseite der Luftpumpe
- U
- Umgebungsluft
- W
- Wäschetrocknungsgerät
