DE19512011A1

DE19512011A1 - Verfahren zur Bereitung von Weichwasser bei Geschirrspül- oder Waschmaschinen

Info

Publication number: DE19512011A1
Application number: DE19512011A
Authority: DE
Inventors: Michael Wiskirchen
Original assignee: AWECO KUNSTSTOFFTECH GERAETE
Current assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1995-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2015-04-01
Also published as: ITFI960068A0; IT1286587B1; FR2732334A1; DE19512011C2; FR2732334B1; ITFI960068A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitung von Weichwasser unter Verwendung eines Ionenaustauschers bei Geschirrspül- und Waschmaschinen.

Es sind Wasserenthärtungsverfahren bekannt, bei denen durch Messung der zulaufenden Rohwassermenge, beispielsweise mittels eines Flügelradzählers, oder durch Addition festgelegter, bei den einzelnen Programmabschnitten verbrauchter Weichwassermengen bekannt ist, wieviel Wasser seit der letzten Regenerierung durchgeflossen und wie stark belastet der Ionenaustauscher demzufolge ist. Man kann also die zur Regenerierung erforderliche Salzmenge genau auf diese Belastung hin dosieren oder auch die Regenerierung erst dann vornehmen, wenn der Ionenaustauscher vollkommen erschöpft ist. Dadurch kann Salz eingespart werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem derarti gen Wasserenthärtungsverfahren noch mehr Regeneriersalz einzusparen.

Um die erfindungsgemäße Lösung verständlich zu machen, wird zunächst das in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte, an sich bekannte Schaubild erläutert. Es ist die sog. Resthärtekurve des Ionenaustauschers einer Haushaltshalts- Geschirrspülmaschine, die bei allen Ionenaustauschern qualitativ etwa übereinstimmt.

Hierbei ist über einen Enthärtungszyklus hinweg die Resthärte (in °dH) über der den Tauscher durchfließenden Wassermenge (in Liter) aufgetragen. Die Kurve wurde in der Weise aufgenommen, daß man nacheinander jeweils ein Quantum von 3,6 Liter Wasser mit dem Eingangshärtegrad 9°dH durch den Ionenaustauscher fließen ließ. Diese Menge wurde jeweils in einem Gefäß aufgefangen und nach Bestimmung ihres Härtegrades entfernt. So ergaben sich die Meßpunkte, aus denen die Kurve besteht. Man sieht, daß der Härtegrad des jeweils zuletzt ausgeflossenen Wasserquantums (Resthärtegrad) über den Zyklus hinweg langsam zunimmt. Im ersten Drittel wird Weichwasser von etwa 1°dH erhalten. Später steigt die Kurve an. Bei etwa 7°dH wird der Enthärtungsvorgang abgebrochen. Dann folgt die Regenerierung und dann kann ein neuer Enthärtungszyklus beginnen, wobei die Resthärte sehr schnell wieder auf 1°dH abfällt.

Meist ist aber derart weiches Wasser für den Erfolg der jeweiligen Waschgänge gar nicht erforderlich. Es genügen beispielsweise 6°dH. Die Erfindung besteht nun darin, daß aus dem Ionenaustauscher gewonnenes Wasser mit Rohwasser vermischt wird und dadurch alle für die einzelnen Programmschritte der Haushaltsmaschine bereiteten Wasserchargen auf den jeweils vorgewählten bestimmten Härtegrad eingestellt werden. Bei den anfänglichen Chargen wird verhältnismäßig viel Rohwasser dazugemischt. Später, wenn der Härtewert des Weichwassers höher liegt, wird weniger Rohrwasser dazugemischt, so daß bei dem Gemisch beispielsweise immer der gleiche Härtegrad erreicht wird. Damit kann die bis zum nächsten Regenerieren insgesamt zur Verfügung gestellte Wassermenge, die nur so weich wie notwendig ist, ganz erheblich erhöht und der Salzeinsatz zum Regenerieren entsprechend gesenkt werden. Es sind Salzeinsparungen in der Größenordnung von 30-40% zu erwarten.

Wie hoch der angestrebte Härtegrad ist, kann von dem jeweiligen Programm-Abschnitt abhängig gemacht werden, bei einem Geschirrspüler z. B. Vorspülen, Hauptspülen und Klarspülen. Beim Hauptspülgang wird es sehr darauf ankommen, was für ein Spülmittel (Reiniger) verwendet wird. Die Herstellerangaben über wünschenswerte Härtegrade schwanken. Neuere phosphatarme Reiniger sind auf 3°dH ausgelegt. Beim Klarspülen dürfte eine besonders weitgehende Enthärtung in Betracht kommen, während beim Vorspülen ein höherer Härtegrad zugelassen oder möglicherweise sogar Rohwasser verwendet werden kann, wie es aus der Leitung kommt. Auch von der Temperatur, die bei dem betreffenden Programmabschnitt erreicht wird, kann der einzustellende Härtegrad abhängen. Die Erfindung schafft jedenfalls die Möglichkeit, alle diese und andere Parameter zu berücksichtigen.

Was den Mischvorgang angeht, wird vorgeschlagen, daß die beiden Wasserquanten unterschiedlicher Härtegrade zeitlich nacheinander in den Maschinenbottich eingeleitet werden. Es ist zweckmäßig, dazu in der Maschine ein Umschaltventil vorzusehen, welches das Rohwasser in der einen Stellung über den Ionenaustauscher und in der anderen Stellung unmittelbar in den Maschinenbottich leitet. Andererseits ist es aber auch möglich, einen einstellbaren Strömungsteiler vorzusehen, mit dessen Hilfe von Anfang an ein bestimmter Teil des zufließenden Wassers am Ionenaustauscher vorbeigeleitet wird.

Die Bestimmung der beiden miteinander zu vermischenden Wasserquanten bei jedem einzelnen Programmabschnitt in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Parametern ist eine Frage der Steuerung und Speicherung, d. h. ein Software-Problem. Selbstverständlich eignen sich deshalb zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vornehmlich neuere Maschinen mit elektronischen Steuerungen. Auf der Grundlage der unveränderlichen Resthärtekurve weiß die Maschine vor jedem einzelnen Programmabschnitt welchen Resthärtegrad das von dem Ionenaustauscher zu liefernde Weichwasser haben wird. Andererseits liegt durch das jeweils gewählte Programm der einzustellende Härtegrad des Spülbads fest. Dementsprechend wird das Weich- und das Rohwasserquantum errechnet und abgemessen. Dies geschieht, wie erwähnt, mit Hilfe eines Mengenzählers, der nach Durchlauf der vorbestimmten Menge ein Signal gibt, und gegebenenfalls zusätzlich durch Einstellen des Strömungsteilers entsprechend dem vorher errechneten Mengenverhältnis.

Grundsätzlich kann die Erfindung sowohl bei Maschinen angewendet werden, deren Ionenaustauscher jeweils nach Ablauf eines Programms regeneriert wird, als auch bei Maschinen, bei denen die Nutzkapazität des Ionenaustauschers voll ausgenutzt wird und die dementsprechend erst nach Ablauf mehrerer Gesamtprogramme regeneriert werden. Diese zuletzt genannte Anwendung hat übrigens den Vorteil einer weiteren Wassereinsparung, weil der Ionenaustauscher weniger oft nach der Regeneration durchgespült werden muß. Auf jeden Fall ergibt sich durch den verringerten Salzverbrauch ein längerer Salznachfüll-Zyklus, was der Hausfrau Arbeit spart.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine bekannte und schon erwähnte Resthärtekurve des Ionenaustauschers einer Geschirrspülmaschine und

Fig. 2 ein Schema einer Wasserenthärtungseinrichtung einer Geschirrspülmaschine.

In Fig. 1 ist der Resthärtegrad auf der Ordinate in °dH und die während eines Enthärtungszyklus durch den Ionenaustauscher geflossene Wassermenge auf der Abszisse in Liter aufgetragen. Die Durchflußmenge zwischen jeweils zwei Meßpunkten beträgt 3,6 Liter.

Die schematische Darstellung nach Fig. 2 zeigt einen Ionenaustauscher 1, ein Salzgefäß 2, einen dazugehörigen Regenerierwasserbehälter 3 und einen nur teilweise angedeuteten Spülbottich 4 der betreffenden Geschirrspülmaschine. In einer Wasseranschlußleitung 5, die mit dem öffentlichen Wasserversorgungsnetz in Verbindung steht, ist ein als Magnetventil ausgebildetes Einlaßventil 6 vorgesehen. Ihm folgt in Fließrichtung ein Flügelradzähler 7, der die durchgeflossene Wassermenge mißt, und dann eine stets vorgeschriebene Luftstrecke 8. Anschließend wird der Wasserstrom durch den als geschlossenes Gefäß ausgebildeten Regenerierwasserbehälter 3 geführt und gelangt dann durch einen Leitungsabschnitt 9 zu einem magnetisch gesteuerten Umstellventil 10. In der gezeichneten Stellung fließt das Wasser von unten kommend nach links in den Ionenaustauscher 1 hinein. Es steigt in der darin enthaltenen Tauschermasse hoch und verläßt den Behälter oben wieder, um über einen am Ende offenen Leitungsabschnitt 11 in den Spülbottich 4 zu gelangen.

Der Regenerierwasserbehälter 3, der in einer größeren Höhe als die übrigen Behälter angeordnet ist, ist über ein Regenerierventil 12, ebenfalls ein Magnetventil, mit dem Salzbehälter 2 verbunden. Vom Salzbehälter führt eine Verbindungsleitung zum Ionenaustauscher 1. In dieser Leitung ist ein leicht öffnendes, insbes. als Gummilippenventil ausgebildetes Rückschlagventil 13 angeordnet. Der dritte Anschluß des Umstellventils 10 ist über einen kurzen Leitungsabschnitt 14 mit dem Leitungsabschnitt 11 verbunden.

Bei der Erläuterung des Verfahrens ist davon auszugehen, daß der Regenerierwasserbehälter 3 gefüllt und das Regenerierventil 12 geschlossen ist. Wird innerhalb eines Programmabschnitts Wasser benötigt, dann öffnet das Einlaßventil 6 und schließt wieder, sobald der Flügelradzähler 7 meldet, daß die benötigte Menge eingeflossen ist. Vorher liegt jedoch schon fest, an welcher Stelle des Enthärtungszyklus sich der Ionenaustauscher befindet, welchen Härtegrad also das Weichwasser haben wird. Ebenso liegt der Härtegrad fest, den das Spülbad haben soll. Außerdem ist der Härtegrad des Eingangswassers bekannt bzw. an der Maschine eingestellt. Ein Spezialrechner ermittelt dementsprechend das Mischungsverhältnis Weichwasser zu Eingangswasser und entsprechend der erforderlichen Wassermenge des Spülbads die Weichwassermenge und die Eingangswassermenge, die erforderlich sind, um das gewünschte Spülbad zu bereiten.

Zunächst befindet sich das Umstellventil 10 in der gezeichneten Stellung. Das einströmende Wasser fließt somit durch den Ionenaustauscher. Ist die errechnete Weichwassermenge erreicht, dann wird ein Schaltsignal gegeben, welches das Umstellventil 10 in die andere Stellung bringt und das fortan bis zum Schließen des Einlaßventils 6 einfließende Wasser durch den Leitungsabschnitt 14 am Ionenaustauscher 1 vorbei direkt in den Spülbottich 4 leitet.

Beim nächsten Programmabschnitt können die Verhältnisse ganz anders sein. Ist der Ionenaustauscher 1 schon weitgehend erschöpft, wird der Weichwasseranteil höher sein. Auch durch die Spülbadmenge oder einen anderen einzustellenden Härtegrad des Spülbades können sich die Mengen der beiden Mischbestandteile ändern. Mit einem entsprechend konzipierten Rechner und einer ausreichenden Genauigkeit des Flügelradzählers 7 läßt sich jedoch die Mengensteuerung beherrschen und das Ziel einer hochgezüchteten Weichwasserqualität erreichen.

Da die gezeigte Regeneriervorrichtung an sich bekannt ist, genügen wenige Worte hierzu. Ist der vorbestimmte Zeitpunkt gekommen, wird das Regenerierventil geöffnet. Der hochliegende Regenerierbehälter 3 entleert sich dann in den Salzbehälter 2, wobei durch die Aufnahmedüse der offenen Luftstrecke 8 Luft nachgesaugt wird. Ein entsprechendes Quantum Salzsole tritt gleichzeitig aus dem Salzbehälter 2 in den Ionenaustauscher 1 über, wobei das Rückschlagventil 13 öffnet. Nach dem Einleiten der Salzsole und einer angemessenen Reaktionszeit wird der Ionenaustauscher 1 mit Frischwasser durchgespült. Dabei füllt sich dann gleichzeitig der Regenerierbehälter 3 wieder.

Da an der offenen Luftstrecke 8 Schälwasser entsteht, das auf eine nicht gezeigte Weise in den Spülbottich 4 geleitet wird, erhöht sich der aus Eingangswasser bestehende Gemischbestandteil entsprechend. Da es sich hierbei aber um einen konstanten Prozentsatz der Spülbadmenge handelt, kann dieser Störeinfluß gegebenenfalls rechnerisch berücksichtigt werden.

Bezugszeichenliste

1 Ionenaustauscher
2 Salzbehälter
3 Regenerierwasserbehälter
4 Spülbottich
5 Wasseranschlußleitung
6 Einlaßventil
7 Flügelradzähler
8 offene Luftstrecke
9 Leitungsabschnitt
10 Umstellventil
11 Leitungsabschnitt
12 Regenerierventil
13 Rückschlagventil
14 Leitungsabschnitt

Claims

1. Verfahren zur Bereitung von Weichwasser unter Verwendung eines Ionenaustauschers bei Geschirrspül- oder Waschmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Ionenaustauscher (1) gewonnenes Wasser mit Rohwasser vermischt wird und dadurch alle für die einzelnen Programmabschnitte bereiteten Wasserchargen auf den jeweils vorgewählten bestimmten Härtegrad eingestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wasserquanten unterschiedlicher Härtegrade zeitlich nacheinander in den Maschinenbottich (4) eingeleitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Wasserquanten unterschiedlicher Härtegrade gleichzeitig in den Maschinenbottich (4) eingeleitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzkapazität des Ionenaustauschers (1) voll ausgenützt wird.

5. Geschirrspül- oder Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eingangsseite ein Mengenzähler für das zulaufende Rohwasser vorgesehen ist.

6. Geschirrspül- oder Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umstellventil (10) vorgesehen ist, welches das Rohwasser in der einen Stellung über den Ionenaustauscher (1) und in der anderen Stellung unmittelbar in den Maschinenbottich (4) leitet.

7. Geschirrspül- oder Waschmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Strömungsteiler vorgesehen ist, mittels dessen das Rohwasser in einen Teilstrom, der über den Ionenaustauscher fließt, und in einen Teilstrom, der unmittelbar in den Bottich fließt, aufgeteilt werden kann.