DE3900617A1 - Verfahren und vorrichtung zur waermerueckgewinnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung gemäß den Ansprüchen 1, 2 oder 4.

Es ist bekannt (DE-OS 33 16 716), bei einer programmgesteuerten Haushalts-Geschirrspülmaschine an die Wandung eines Arbeitsbehälters, in dem das zu reinigende Geschirr während des Gesamtspülprogramms untergebracht ist, einen damit in wärmeleitenden Kontakt stehenden Vorratsbehälter anzusetzen. Dieser Vorratsbehälter wird jeweils bei Erreichen der im jeweiligen Spülprogrammabschnitt vorgegebenen Reinigungs- bzw. Klarspültemperatur mit kaltem Frischwasser gefüllt. Dieser Vorratsbehälter wird durch Abgabe von Teilmengen zum Vorspülen und Reinigen bzw. zum Zwischenspülen und Klarspülen entleert. Wegen der im normalen Programmablauf gegebenen geringen Kontaktzeit findet hierbei aber nur ein unvollständiger Energieaustausch statt. Außerdem reduziert die zur Erwärmung des Frischwassers notwendige Energie die Temperatur der Kühl- bzw. Waschflotte während des jeweiligen Programmabschnitts, so daß durch Abkühlung des Spülguts und der Maschinenbauteile nur mehr eine verminderte Wassermenge in den nachfolgenden Spülgang übernommen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmerückgewinnung gemäß dem Oberbegriff des 1. Anspruchs anzugeben, durch die eine Verbesserung der Energiespeicherung erzielt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des 1., 2. und 4. Anspruchs.

Durch die Maßnahmen gemäß der Erfindung steht das an sich abzupumpende Abwasser im Zwischenspeichergefäß zumindest über die Dauer für einen Wärmeaustausch zur Verfügung, die einer der Spülprogrammabschnitte aufweist, die dem das Abwasser liefernden Spülprogrammabschnitt nachfolgen. Dabei kann z. B. durch entsprechende Bemessung der Wärmeaustauschflächen, durch Bewegung des Abwassers im Zwischenspeichergefäß während des Wärmeaustauschs der Wärmeübergang wesentlich beschleunigt werden. Zudem wird während des Wasserzulaufs stets kaltes Frischwasser in Wärmeaustausch mit dem erwärmten Abwasser gebracht, so daß auch stets eine optimale Temperaturdifferenz für den Wärmeaustausch zur Verfügung steht und eine Entwärmung des Abwassers möglich ist, bei der die Temperatur des Abwassers unter der Temperatur des in den Arbeitsbehälter eingeflossenen Frischwassers liegt.

Das Abwasser aus dem Reinigungsgang, der mit hoher Temperatur durchgeführt wird, wird zweckmäßig in ein Zwischenspeichergefäß abgepumpt, das in direktem thermischen Kontakt mit dem Arbeitsbehälter steht. Dann kann durch das im nachfolgenden, mit klarem Wasser durchgeführten Nachspülgang ein direkter Wärmeaustausch in dem Arbeitsbehälter und dem Zwischenspeichergefäß stattfinden, wobei der Wärmeaustausch durch in Gang setzen der Sprüheinrichtung oder Bewegen der Waschtrommel durch die damit verbundene Bewegung des zugelaufenen Frischwassers gegenüber den Wärmetauscherflächen intensiviert wird. Auch kann dabei das Abwasser im Zwischenspeichergefäß zum gleichen Zweck in Bewegung gehalten werden. Vorzugsweise wird frei durch das Zwischenspeichergefäß und/oder an dessen Wandungen eine Rohrleitung für das Frischwasser geführt, so daß ein zusätzlicher Wärmeaustausch zwischen dem Frischwasser und dem Abwasser erzielt wird. Es ist jedoch auch möglich, das Zwischenspeichergefäß getrennt vom Arbeitsbehälter vorzusehen, wenn es die räumlichen Bedingungen erfordern und der Wärmeaustausch allein im Zwischenspeichergefäß durchgeführt wird. Das Zwischenspeichergefäß kann dabei außerhalb des Maschinengehäuses angeordnet sein. Nach Möglichkeit ist es jedoch innerhalb des Maschinengehäuses untergebracht, so daß eine für die Installation vorteilhafte Baueinheit gegeben ist. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist es zweckmäßig, die freien Außenflächen des Zwischenspeichergefäßes mit einer Wärmeisolierung zu bedecken, so daß es möglich wird, das im Klarspülgang, der in einem Programmablauf als letzter durchgeführt wird, anfallendes erwärmtes Abwasser über einen längeren Zeitraum im warmen Zustand zwischenspeichern zu können, so daß in einem späteren neuen Programmablauf Frischwasser vorgewärmt werden kann mit Wärmeenergie, die aus einem früheren Spülprogramm stammt. Für diesen Fall ist es zweckmäßig, das Zwischenspeichergefäß thermisch vom Arbeitsbehälter zu trennen, um die sonst damit bestehenden Wärmeaustauschfläche ebenfalls wärmeisolieren zu können.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Prinzipskizzen von Haushalts-Geschirrspülmaschinen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Geschirrspülmaschine mit einem Zwischenspeichergefäß, das im Bereich des Bodens des Arbeitsbehälters angeordnet ist, und

Fig. 2 eine Geschirrspülmaschine mit an einer Seitenwand des Arbeitsbehälters angeordnetem Zwischenspeichergefäß.

In einem Gehäuse 1 einer Haushalts-Geschirrspülmaschine befindet sich ein Arbeitsbehälter 2 für die Aufnahme von zu spülendem Gut, das über eine nicht dargestellte Tür in Geschirrkörbe 3 eingeordnet werden kann. Unterhalb der Geschirrkörbe 3 befinden sich drehbar gelagerte, in einer waagerechten Ebene rotierbare Sprüharme 5, die in nicht näher dargestellter Weise von einer Umwälzpumpe 5 gespeist werden, welche mit ihrem Ansaugstutzen an eine an den geneigten Boden des Arbeitsbehälters an dessen tiefster Stelle angeordnete Ablaufwanne 6 angeschlossen ist. Von der Ablaufwanne 6 führt eine Ablaufleitung 7 zu einem Ansaugstutzen 8 einer Entleerungspumpe 9, deren Ausgangsleitung 10 über eine Rücklaufsperre 11 an ein Zwischenspeichergefäß 12 angeschlossen ist. An der tiefsten Stelle des Zwischenspeichergefäßes 12 befindet sich eine Ablauföffnung 13, an welche eine weitere Entleerungspumpe 14 angeschaltet ist. Von der Entleerungspumpe 14 führt ein Entleerungsschlauch 15 über das höchste im Betrieb der Geschirrspülmaschine zu erwartende Arbeitsniveau und von dort weiter zu einem nicht dargestellten Abwasseranschluß. Die Geschirrspülmaschine wird über eine Frischwasserleitung 16 mit eingeschaltetem, programmgesteuertem Magnetventil 17 sowie eine nicht gezeigte Freistrahlstrecke und gegebenenfalls eine Enthärtungseinrichtung mit Frischwasser versorgt. Die Frischwasserleitung 16 bzw. eine davon abgezweigte Rohrleitung 18 führt in Kreiswindungen oder Mäandern frei durch das Zwischenspeichergefäß 12 bzw. ist diese Rohrleitung 18 innen oder außen mit der Wandung des Zwischenspeichergefäßes 12 wärmeleitend verbunden. Die Rohrleitung 18 bildet somit in Verbindung mit dem Zwischenspeichergefäß 12 einen Wärmetauscher und mündet über ein Rohrstück 19 entweder unmittelbar in den Arbeitsbehälter 2 oder in die Ablaufwanne 6. Das Zwischenspeichergefäß 12 befindet sich dabei innerhalb des Maschinengehäuses 1.

Gemäß Fig. 1 ist das Zwischenspeichergefäß 12 im wesentlichen unterhalb des Bodens 20 des Arbeitsbehälters 2 angeordnet und kann sich im Bedarfsfall auch nach oben in den Bereich neben einer Seitenwand des Arbeitsbehälters 2 erstrecken.

Gemäß Fig. 2 ist bei sonst gleichem Aufbau das Zwischenspeichergefäß 12 als flaches Behältnis an eine Seitenwand des Arbeitsbehälters 2 angesetzt. Und kann hier wie bei der Ausführung nach Fig. 1 in direktem Wärmekontakt mit dem Arbeitsbehälter 2 stehen oder im Bedarfsfall auch für sich wärmeisoliert sein. Außerdem kann in den Ablaufschlauch 15 nahe an der Pumpe 14 ein Rücklaufverhinderer 21 eingesetzt sein, der nach dem Abschalten der Entleerungspumpe 14 den Rücklauf von Abwasser aus dem nach oben geführten Ablaufschlauch 15 unterbindet.

Im mehrstufigen Programmablauf eines Geschirrspül- oder Waschprogramms ist wenigstens ein Reinigungsprogrammabschnitt vorgesehen, in dem durch äußere Energiezufuhr aufgeheiztes Wasser vorhanden ist, das am Ende des Reinigungsprogrammabschnitts als Abwasser abzuführen ist. Dieses Abwasser wird über die Entleerungspumpe 9 in das Zwischenspeichergefäß 12 gepumpt, in dem es ohne Beeinträchtigung der im Arbeitsbehälter 2 auszuführenden Arbeitsprogrammabschnitte verbleiben kann. Um schroffe Temperaturwechsel beim Übergang vom Reinigungsprogramm zum nachfolgenden Spülprogramm zu vermeiden ohne Energie für einen später auszuführenden Klarspülgang vorzuhalten, wird das für den nachfolgenden Spülgang oder erst das für den späteren Klarspülgang erforderliche Frischwasser über die Rohrleitung 18 durch das Zwischenspeichergefäß 12 geleitet. Hierbei tritt ein Wärmeaustausch auf, bei dem das Abwasser entwärmt und das Frischwasser entsprechend vorgewärmt wird. Soll demnach nicht das Frischwasser grundsätzlich über die Rohrleitung 18 fließen, weil die im Abwasser enthaltene Energie erst zu einem späteren Spülgang zugeführt werden soll, dann ist zweckmäßig an die Frischwasserleitung 16 einen Abzweig mit einem weiteren programmgesteuerten Magnetventil 22 angeschlossen, das unmittelbar in die Ablaufwanne 6 bzw. den Arbeitsbehälter 2 mündet. Dieses Magnetventil 22 wird dann geöffnet, wenn eine Entwärmung des Abwassers im Zwischenspeichergefäß 12 nicht erfolgen soll.

Wird unter gegebenen Voraussetzungen keine soweit gehende Entwärmung des Abwassers im Zwischenspeichergefäß 12 erreicht, das seine Temperatur am Ende des Frischwasserzulaufs gleich oder niedriger als die durch den Wärmeaustausch im Arbeitsbehälter befindliche Frischwassermenge ist, dann kann durch weiteres Verweilen des Abwassers im Zwischenspeichergefäß 12 bei eingeschalteter Umwälzpumpe durch Besprühen auf der Wandung des Arbeitsbehältnis im Bereich des damit in Wärmekopplung stehenden Zwischenspeichergefäßes eine weitere Entwärmung des Abwassers erfolgen. Erst bei zumindest weitgehendem Temperaturausgleich braucht dann das Abwasser abgepumpt zu werden, wenn es nicht in seiner Temperatur noch so hoch liegt, daß sein Wärmeinhalt für spätere Spülgänge gemessen werden kann. In jedem Fall braucht die dem Abwasser entzogene Wärmeenergie bei der Beheizung der Flüssigkeit im Arbeitsbehälter 2 auf die im jeweiligen Spülprogramm geforderte Temperatur nicht erneut aufgebracht zu werden.

Wenn die Anordnung mit nur einer Entleerungspumpe betrieben werden soll, dann ist es zweckmäßig, in die Ausgangsleitung der Entleerungspumpe 9 und, wenn die Rücklaufsperre 11 vorgesehen ist, nach dieser Rücklaufsperre 11 eine Umsteuervorrichtung eingeschaltet wird, die in einer Steuerstellung nur den Durchfluß zum Zwischenspeichergefäß und in einer zweiten Steuerstellung nur den Durchfluß zum Ablaufschlauch 15 sowie einen separaten Rückflußweg vom Zwischenspeichergefäß 12 zum Ansaugstutzen 8 der Entleerungspumpe 9 bzw. in die Ablaufwanne 6 freischaltet. Die Umsteuervorrichtung kann dabei als Drehschieber ausgebildet sein, der in der ersten Stellung einen Durchgang von der Pumpe zum Zwischenspeichergefäß und in der zweiten Schaltstellung zwei getrennte Wege von der Pumpe zum Ablaufschlauch bzw. vom Zwischenspeichergefäß zur Ablaufwanne freigibt.

Claims (11)

1. Verfahren zur Wärmerückgewinnung von aus einem Arbeitsbehälter abzuführendem erwärmten Abwasser einer programmgesteuerten Haushalt-Geschirrspül- oder Waschmaschine, bei der danach erneut Frischwasser in den Arbeitsbehälter eingelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abwasser zwischengespeichert und dann mit danach zulaufendem Frischwasser in Wärmeaustausch gebracht wird, wenn das Frischwasser programmgemäß zu erwärmen ist.

2. Vorrichtung an Geschirrspül- oder Waschmaschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenspeichergefäß (12) in thermischem Kontakt mit dem Arbeitsbehälter (2) steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß frei im oder an der Wandung des Zwischenspeichergefäßes (12) eine Rohrleitung (18) für das Frischwasser geführt ist.

4. Vorrichtung an Geschirrspül- oder Waschmaschine zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenspeichergefäß (12) ohne thermischen Kontakt zum Arbeitsbehälter (2) vorgesehen ist und daß frei durch oder an der Wandung des Zwischenspeichergefäßes (12) eine Rohrleitung (18) für das Frischwasser geführt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenspeichergefäß (12) im Maschinengehäuse (1) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenspeichergefäß (12) an seinen freien Außenwandflächen mit einer Wärmeisolierung bedeckt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenspeichergefäß (12) zumindest teilweise in den Bereich unter dem Arbeitsbehälter (2) ragt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an eine Ablaufwanne (6) der Arbeitsbehälter (2) ein Ansaugstutzen (8) einer Entleerungspumpe (9) angeschlossen ist, in deren Ausgangsleitung (10) eine Rücklaufsperre (11) eingesetzt ist, die an das Zwischenspeichergefäß (12) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Entleerungsstutzen (13) des Zwischenspeichergefäßes (12) eine weitere Entleerungspumpe (14) angeschlossen ist, deren Ausgangsleitung (15) über das maximale Betriebsniveau des Arbeitsbehälters (2) hochgeführt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ausgangsleitung nach der Rücklaufsperre eine Umsteuervorrichtung eingeschaltet ist, die in einer Steuerstellung nur den Durchfluß zum Zwischenspeichergefäß und in einer zweiten Steuerstellung nur den Durchfluß zu einem Ablaufschlauch sowie einen separaten Rückflußweg vom Zwischenspeichergefäß zum Ansaugstutzen der Entleerungspumpe bzw. in die Ablaufwanne freischaltet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß von der Frischwasserleitung (16) vor dem Zwischenspeichergefäß (12) eine Nebenleitung mit einem programmgesteuerten Ventil (22) in die Ablaufwanne (6) bzw. den Arbeitsbehälter (2) mündet.