DE4118586C2

DE4118586C2 - Verfahren zur Wasserenthärtung und Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE4118586C2
Application number: DE19914118586
Authority: DE
Inventors: Harald Schrott; Michael Wiskirchen
Original assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1991-06-06
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2011-06-07
Also published as: DE4118586A1; EP0517205A1; EP0517205B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserenthärtung bei einer Haushaltsmaschine, insbesondere einem Geschirrspüler, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Wasserenthärter heute gebräuchlicher Geschirrspüler umfassen einen mit Ionenaustauschermasse gefüllten Tauscherbehälter, einen Solebehälter, einen durch geeignete Nachfüllmaßnahmen ständig mit Wasser gefüllten Regenerierbehälter und ein Regenerierventil, durch welches der Inhalt des Regenerierbehälters infolge Gefälles in den Solebehälter entleert werden kann, wobei Sole in den Tauscherbehälter überströmt und aus diesem nach einer bestimmten Zeit mit Frischwascher ausgespült wird. Typisch für das Arbeitsverfahren bei einem solchen Enthärter ist zum einen die Art, das Regenerierwasser abzumessen und einzubringen, und zum anderen der Umstand, daß der Regeneriervorgang nach jedem Programmablauf durchgeführt wird, unabhängig davon, ob bei dem betreffenden Programmablauf mehr oder weniger Weichwasser verbraucht wurde. Bei einem geringeren Verbrauch, wie er heute bei sogenannten Wassersparprogrammen angestrebt wird, wird somit die Kapazität der Ionenaustauschermasse nicht voll ausgenutzt, beim nächsten Regeneriervorgang also mehr Salz verwendet, als notwendig wäre.

Es ist zwar bekannt, die Regenerierwassermenge der vorherrschenden Härte des Rohwassers in Stufen, z. B. mittels einem verdrehbaren Hahnküken (DE 32 09 500 A1), anzupassen und auf diese Weise je nach der gewählten Einstellung mehr oder weniger Sole in den Tauscherbehälter einzuleiten. Diese Aufteilung des Regenerierbehälters in verschieden große Kammern samt Umstellventil bedingt jedoch einen nicht unbeträchtlichen apparativen Aufwand und wird dem unterschiedlichen Wasserverbrauch bei verschiedenen Programmen nicht gerecht.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Steuerung eines Wasserenthärters bekannt, wobei im Hartwasserzulauf eines Behälters, der die Ionenaustauschermasse aufnimmt, ein Wasserzähler vorgesehen ist, der Impulse an ein Schrittschaltwerk liefert, welches dazu dient, die Umschaltung auf hartes Wasser und automatisches Regenerieren durchzuführen (DE-OS 169 29 960).

Zudem ist eine Wasserenthärtungsanlage bereits bekannt, die den Erschöpfungszustand des Ionenaustauschers aus der Wassermenge und der Wasserhärte ermittelt, so daß der Ionenaustauscher bis zum Erschöpfungszustand betrieben werden kann (EP 0 084 476 B1).

Wie erwähnt, umfaßt jeder Regenerierungszyklus einen abschließenden Spülvorgang, bei dem die Sole im Tauscherbehälter mit beispielsweise 2 oder 3 l Wasser in den Bottich ausgespült und abgepumpt wird. Je häufiger regeneriert wird, desto größer ist auch der Spülwasserverbrauch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das es erlaubt, mit einer verhältnismäßig einfachen Enthärtervorrichtung den Salzverbrauch und den Wasserverbrauch zum Regenerieren nachhaltig zu senken.

Diese Aufgabe wird bei einer Haushaltsmaschine der einleitend bezeichnenden Art, insbesondere Geschirrspüler, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Produkt aus verbrauchter Wassermenge und abzubauender Wasserhärte gebildet und mit der Kapazität des Wasserenthärters verglichen wird und beim Erreichen des Kapazitätswertes der Regeneriervorgang am Ende eines Maschinenprogramms ausgelöst wird. Das bedeutet, daß im Gegensatz zu den bekannten programmgesteuerten Haushaltsmaschinen die feste Anbindung des Regeneriervorgangs an das einzelne Programm gelöst wird. Statt dessen findet die Regenerierung nur statt, wenn sie notwendig ist, weil die Tauschermasse ihren vollen Beladezustand erreicht hat. Wenn die Rohwasserhärte verhältnismäßig gering ist, können mehrere Programme ablaufen, bis regeneriert werden muß, so daß im Ergebnis weniger Regeneriervorgänge stattfinden und demzufolge weniger Spülwasser, weniger Regenerierwasser und weniger Salz verbraucht wird.

Neben diesem unmittelbar einleuchtenden Effekt wird aber noch mehr Salz gespart, denn infolge der groben Stufung der Regenerierwassermengen mußte zur Abdeckung der Einstelltoleranzen bisher immer mit einer gewissen Salzübermenge gefahren werden. Infolge genauerer Erfassung der Weichwassermenge und der Rohwasserhärte wird demgegenüber ein immer gleicher Beladungsgrad der Tauschermasse erreicht und das wiederum gibt die Möglichkeit, den Wasserenthärter hinsichtlich der Dichte und Menge der zu einer Regenerierung aufgewendeten Salzsole derart zu optimieren, daß insgesamt gesehen eine Salzersparnis von bis zu 50% erreichbar erscheint.

Bei alledem ist zu berücksichtigen, daß die Vorrichtung im Vergleich zu den gängigen Haushaltsmaschinen dadurch wesentlich vereinfacht wird, daß das Regeneriervolumen unveränderlich ist, der Behälter also nur eine stets gefüllte Kammer hat und das bekannte Umstellventil entfällt.

Die Erfassung der Wasserverbrauchsmengen kann dadurch erfolgen, daß elektrische Rechengrößen, die den einzelnen Programmen zugeordneten Wasserverbrauchsmengen entsprechen, addiert, mit der abzubauenden Wasserhärte multipliziert und mit einem vorgegebenen Kapazitätswert, ausgedrückt durch Liter x°dH, verglichen werden, und daß nach Beendigung des bei Erreichen des Gleichstandes laufenden Programms oder Programmabschnitts die Regenerierung durchgeführt wird. Es ist also auch denkbar, den anzustrebenden Beladungszustand der Tauschermasse so genau zu definieren, daß während eines Spülprogramms zwischen zwei Programmabschnitten regeneriert wird.

Die genannten Rechenvorgänge können elektronisch durchgeführt werden, was sich vor allem bei modernen Maschinen mit hohem Elektronikanteil anbietet, weil mit einer konstruktiven Vereinfachung in der Regel mehr an Fertigungskosten eingespart werden kann, als durch den elektronischen Aufwand ausgegeben werden muß. Die Wassermenge wird traditionell durch Niveauschalter, Druckdosen o. dgl. bestimmt. Demgegenüber ist es im Hinblick auf Programme mit unterschiedlichem Wasserbedarf zweckmäßiger, am Wassereinlaß einen Mengenzähler, insbesondere Flügelradzähler, anzuordnen. Dieser erlaubt es, unabhängig vom Wassernetzdruck die Wassermenge durch Öffnen und Schließen des Einlaßventils zu bestimmen. Wenn überdies das gesamte Wasser über den Tauscherbehälter geleitet wird, so kann auch der Spülvorgang beim Regenerieren ohne zusätzliches Magnetventil mit dem einzigen Einlaßventil genau gesteuert werden.

Zur Erzeugung eines der abzubauenden Wasserhärte entsprechenden elektrischen Signals wird ein Signalgeber vorgeschlagen, an welchem die Rohwasserhärte, beispielsweise nach den Angaben des betreffenden Wasserwerks, bei Aufstellung der Maschine einmal eingestellt wird. Es ist aber auch möglich, die Rohwasserhärte mittels eines entsprechenden Sensors selbsttätig und ständig zu messen und diesen Meßwert dem Signalgeber zuzuführen. Die Optimierung des Wasserenthärters beinhaltet auch eine bestimmte Resthärte, welche das Weichwasser noch haben darf. Diesen festliegenden Resthärtewert subtrahiert der Signalgeber oder eine nachgeordnete Recheneinrichtung von dem eingestellten oder gemessenen Rohhärtewert und die Differenz wird als Multiplikator für die aufaddierte Wassermenge verwendet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung erläutert, welche das Leitungsschema eines Wasserenthärters einer Geschirrspülmaschine zeigt.

Dieser Wasserenthärter umfaßt einen Tauscherbehälter 1 mit einem Liter Inhalt und einen mit gesättigter Salzsole gefüllten Solebehälter 2. Die Anordnung ist an ein Wasserleitungsnetz 3 angeschlossen und hat in der Nähe der Anschlußstelle ein maschineneigenes, magnetisch gesteuertes Einlaßventil 4 und an dieses anschließend einen Flügelradzähler 5 und eine freie Luftstrecke 6. Von der Aufnahmedüse der freien Luftstrecke führt eine Leitung 7 zum Tauscherbehälter 1. Unter der freien Luftstrecke 6 befindet sich ein Regenerierbehälter 9, der mit dem Schälwasser der freien Luftstrecke 6 gefüllt wird. Er beinhaltet etwa 0,5 l Wasser und hat eine Überlaufschwelle 10. Das Überlaufwasser fließt durch eine Leitung 11 ebenfalls in den nicht dargestellten Maschinenbottich. Der Regenerierbehälter 9 ist über eine Auslaufleitung 12, welche ein magnetisch gesteuertes Regenerierventil 13 enthält mit dem Solebehälter 2 verbunden. Von dessen gegenüberliegender Seite führt eine Soleleitung 14 in den Tauscherbehälter 1.

Die von dem Flügelradzähler 5 gemessene Wassermenge und die an einem Stellorgan 15 eingestellte Rohwasserhärte werden als elektrische Signale einer elektronischen Recheneinheit 16 zugeführt. Hierin wird die vorgegebene Resthärte von der Rohwasserhärte subtrahiert und die Differenz mit der Wassermenge multipliziert. Das Ergebnis ist ein in Liter x°dH auszudrückender Wert, der mit dem durch die Behälterabmessungen und durch die verwendete Ionentauschermasse festgelegten Kapazitätswert verglichen wird. Sobald der während der Programmabläufe ansteigende Rechenwert den Kapazitätswert erreicht, wird ein Regeneriersignal 17 gegeben, welches nach Ablauf des betreffenden Programmabschnitts oder Programms einen Regeneriervorgang auslöst.

Der Regeneriervorgang beinhaltet, daß bei geschlossenem Einlaßventil 4 das Regenerierventil 13 geöffnet wird. Dadurch strömt der Inhalt des Regenerierbehälters 9 über das geöffnete Ventil in den Solebehälter 2 und schiebt eine entsprechende Menge Sole durch die Leitung 14, in welcher ein nicht dargestelltes Rückschlagventil eingebaut ist, in den Tauscherbehälter 1. Das überlaufende Wasser aus dem Tauscherbehälter fließt durch die Leitung 8 in den Bottich. Das Regenerierventil 13 wird wieder geschlossen. Nach einer bestimmten Zeit, wenn die Salzsole auf die Tauschermasse eingewirkt hat, wird durch Öffnen des Einlaßventils 4 die verbrauchte Sole aus dem Tauscherbehälter 1 ausgespült. Dazu sind etwa 2 l Frischwasser erforderlich. Auch diese mißt der Flügelradzähler und steuert den Schließzeitpunkt des Einlaßventils 4.

Im Falle dieses Ausführungsbeispiels ergibt sich, daß bei einer Rohwasserhärte von 38°dH nach Ablauf von zwei Maschinenprogrammen die Kapazitätsgrenze erreicht ist und regeneriert werden muß. Beträgt die Rohwasserhärte dagegen 22°dH so braucht erst nach drei Maschinenprogrammen und bei 15°dH erst nach Ablauf von sechs Maschinenprogrammen die Regenerierung durchgeführt zu werden. 1 Tauscherbehälter
2 Solebehälter
3 Wasserleitungsnetz
4 Einlaßventil
5 Flügelradzähler
6 freie Luftstrecke
7 Leitung
8 Auslaßleitung
9 Regenerierbehälter
10 Überlaufschwelle
11 Leitung
12 Auslaufleitung
13 Regenerierventil
14 Soleleitung
15 Stellorgan
16 elektronische Recheneinheit
17 Regeneriersignal

Claims

1. Verfahren zur Wasserenthärtung bei einer Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, die einen mit Ionenaustauschermasse gefüllten Tauscherbehälter (1) und eine Regeneriereinrichtung (2, 13) einschließlich eines mit Salz gefüllten Solebehälters (2) umfasst, wobei die Regeneriereinrichtung (2, 13) zusätzlich einen mit Wasser gefüllten Regenerierbehälter (9) aufweist, dessen Inhalt infolge Gefälles in den Solebehälter (2) entleert wird, wodurch eine entsprechende Menge Sole zur Regenerierung in den Tauscherbehälter (1) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt aus verbrauchter Wassermenge und abzubauender Wasserhärte gebildet und mit der Kapazität des Wasserenthärters verglichen wird und beim Erreichen des Kapazitätswertes der Regeneriervorgang am Ende eines Maschinenprogramms ausgelöst wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regenerierbehälter (9) bei jedem Regeneriervorgang eine gleich große Wassermenge entnommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Programmen oder Programmabschnitten zugeordneten Wasserverbrauchsmengen laufend addiert, mit der abzubauenden Wasserhärte multipliziert und mit einem vorgegebenen Kapazitätswert verglichen werden, und daß nach Beendigung des bei Erreichen des Gleichstandes laufenden Programms oder Programmabschnitts die Regenerierung durchgeführt wird.

4. Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem mit Ionenaustauschermasse gefüllten Tauscherbehälter, einem Solebehälter und einem Regenerierventil, durch welches der Inhalt des Regenerierbehälters infolge Gefälles in den Solebehälter entleert werden kann, wobei Sole in den Tauscherbehälter überströmt und nach einer bestimmten Zeit mit Frischwasser ausgespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mengenzähler, insbesondere Flügelradzähler (5), am Wassereinlaß angeordnet ist.

5. Haushaltsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber (15, 16) vorgesehen ist, der die Differenz zwischen der eingestellten oder selbsttätig gemessenen Rohwasserhärte und der angestrebten Resthärte bildet.