EP1835837A1 - Verfahren und anordnung zum energiesparenden betrieb von spülmaschinen - Google Patents

Verfahren und anordnung zum energiesparenden betrieb von spülmaschinen

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EP1835837A1
EP1835837A1 EP05777541A EP05777541A EP1835837A1 EP 1835837 A1 EP1835837 A1 EP 1835837A1 EP 05777541 A EP05777541 A EP 05777541A EP 05777541 A EP05777541 A EP 05777541A EP 1835837 A1 EP1835837 A1 EP 1835837A1
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EP
European Patent Office
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power
dishwasher
consumer
operating state
max
Prior art date
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EP05777541A
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Engelbert Ecker
Marcus Eggs
Dietmar Zapf
Michael Streb
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Meiko Maschinenbau GmbH and Co KG
Original Assignee
Meiko Maschinenbau GmbH and Co KG
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Publication date
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    • A47L2501/00—Output in controlling method of washing or rinsing machines for crockery or tableware, i.e. quantities or components controlled, or actions performed by the controlling device executing the controlling method
    • A47L2501/06—Water heaters

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement by means of which the operation of dishwashers can be made more energy-efficient.
  • the invention should enable an energy-saving operation of multi-tank dishwashers with rinsing zones, Klar ⁇ rinsing zone and drying zone.
  • Known machines such as the dishwashing and drying system described in DE 44 36 359 C2, have typically installed heaters for the individual consumers, ie for the individual zones. These heaters are sufficient to cover the most unfavorable energy requirements. Unfavorable energy requirement is the amount of energy that is required for the rated output of the machine.
  • the heating capacities of the individual zones are different depending on the method used.
  • the installed heating capacities are switched on and off depending on the current energy requirement.
  • FIG. 1 shows by way of example a multi-tank dishwasher 110 corresponding to the state of the art.
  • items 9 in the inlet 1 are fed onto a transport device 11 and then in the direction 10 through the
  • Zone pre-cleaning 2 main cleaning 3
  • pump clearing 4 fresh water rinsing
  • Zones 2, 3, 4 after the machine 110 has been switched on, the respective cleaning solution is provided in the tanks 13, 17, 21 and, with heaters 14, 18, 22 at operating temperature. temperature brought. The machine is ready for operation after preset preset temperatures have been reached in the tanks 13, 17, 21.
  • the transport can then be switched on, wherein items 9 are placed on the transport device 11 and subsequently transported through zones 1 to 8.
  • the items to be washed 9 are applied and cleaned by means of pumps 15, 19, 23 and via the rinsing systems 16, 20, 24 with corresponding cleaning solutions.
  • the items to be washed 9 are supplied with fresh water via a spray system 28, which has previously been heated via a heat exchanger 29 and a heating element 26. In this case, residues of the cleaning solutions are washed off.
  • a spray system 28 which has previously been heated via a heat exchanger 29 and a heating element 26.
  • residues of the cleaning solutions are washed off.
  • fresh water is preheated via warm exhaust air 31 of the dishwasher 110. The fresh water is then further heated in a heating element 26, in order subsequently to be supplied to the spray system 28.
  • the items to be washed 9 are then applied after rinsing in zone 5 in the drying zone 7 via a fan 32 and a heater 33 with hot air 34 and thereby getrock ⁇ net.
  • the cleaned, rinsed and dried items 9 can then be removed in the outlet 8 of the dishwasher 110.
  • Table 1 shows examples of typical services provided by consumers of the illustrated machine 110. Only performances of the heating elements 14, 18, 22, 26 and 33 are listed for simplicity. Not taken into account in this simplified example, the required performance of the pumps 15, 19 and 23, with which the spray systems 16, 20 and 24 are applied, and the required drive power for the drive of the transport device 11, the exhaust fan 30, the fan of the drying zone 32nd and other unrepresented consumers.
  • the connected value for the heating elements in this example according to the state of the art results in a total power of 47 kW.
  • the heating elements 26 and 33 are typically not turned on. With these 24 kW results in a typical heating time for the tanks 13, 17 and 21 and thus a certain predetermined time until the operational readiness of the dishwasher 110.
  • the heaters 26 and 33 are then additionally switched on with an additional heating power of 18 or 9 kW for heating the fresh water and the drying air.
  • all heating elements 14, 18, 22, 26 and 33 are then switched on or off, depending on whether the respective predetermined setpoint temperatures in these zones are reached or not. When falling below predetermined setpoint temperatures, only the installed power for afterheating is available.
  • the heating powers of the heating elements 14, 18, 22, 26 and 33 are switched on and off at different times.
  • Dishwashers of the type described have numerous disadvantages, which mostly result from the fact that the operation of such dishwashers is energetically very uneconomical. These disadvantages are in particular related to the fact that the supplied electrical power may not exceed a predetermined maximum value. This maximum value determines in particular the design of the electrical leads and the electronics.
  • the individual consumers of the dishwasher are usually independently von ⁇ each adapted to the respective needs, so that in the worst case, all consumers are operated at the highest power. Typically, consumers are operated in such a way that they are either switched off or switched on at a predetermined level of performance. The maximum value of the total power supplied must therefore be adapted to this "worst case" in which all consumers are operated at the highest level of performance.
  • dishwashers of the type described often prove to be very slow and cumbersome, especially in the starting phase until it reaches operational readiness.
  • critical heating elements which are intended to control, for example, reaching an operating temperature in the tanks 13, 17 and 21, can only be operated with a respectively predetermined maximum power, which results from the "worst case" scenario mentioned above result.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and an arrangement by means of which the operation of dishwashers can be made energy-saving and flexible.
  • the dishwasher may in particular be a multi-tank dishwasher.
  • the dishwasher should have a total number N> 2 of electrical consumer elements.
  • these consumer elements can be, for example, heating elements, pump elements, blowers or drive elements.
  • Other consumer elements may also be included, for example, power supplies of control devices or computers.
  • a group of n electrical load elements is assigned a maximum total electrical power p max (step 210 in FIG. 2), where n is a natural number with n> 1. Furthermore, n should be less than or equal to the total number N of the electrical Thus, all or even some of the consumer elements of the dishwasher may be involved in the process.
  • each electrical load element i of the group of n electrical load elements is assigned a finite number mj of discrete electrical power levels pi j (step 220 in FIG. 2).
  • ⁇ ii should assume at least the value 2.
  • the first index i of the discrete electrical power levels pi j is a natural number which numbers the electrical consuming elements and where i £ ⁇ 1, ..., n ⁇ .
  • the second index, j the individual roast ⁇ level are numbered for a particular consumer i.
  • j is also a natural number, which is greater than zero and can take on the value mi at most: 0 ⁇ j ⁇ mj.
  • a maximum power level is allocated pj max, so that pi j for all i, j p a maximum value; max can accept. The sum of all maximum
  • Power level pi max forms a so-called "worst-case total power" p woraf.
  • the maximum total electrical power p max should be less than the worst-case total power.
  • tion p worst In contrast to the prior art, in which typically p worst is divided directly among the individual consumer elements, this condition ensures that the entire power requirement of the dishwasher is lowered.
  • each consumer element i is assigned a so-called “regular power level” pi r eg, which lies between zero and the respective maximum power level pi max .
  • regular power levels are just chosen such that the sum of the regular power levels over all the consumer elements i is just equal to the maximum total electrical power p max . The maximum total electrical power is thus "split up" to the individual consumer elements i.
  • a so-called “demand determination step” is carried out (step 230 in FIG. 2), whereby an optimum combination of performance levels pi j (B) is selected, depending on an operating state B of the dishwasher, wherein the selected one for each consumer element i Power level Pi j (B) is adapted to the power requirement of the consumer i in Be ⁇ operating state B.
  • An operating state is characterized, for example, by an operating phase in which the operation of the dishwasher is currently in progress (eg start phase, switch-on phase, load control phase) or, for example, additionally by corresponding operating parameters or operating state variables, for example by measured values of specific sensors in the Dishwasher (eg temperature sensors, flow sensors, pressure sensors).
  • each operating state B can be characterized by an operating phase variable F and / or a plurality of operating state variables, wherein the operating phase variable F can assume at least three discrete values F 1 , F 2 , F 3 .
  • Fi denotes a start phase of the operation of the dishwasher
  • F 2 designates a switch-on phase of the operation of the dishwasher
  • F 3 a load control phase of the operation of the dishwasher.
  • the power levels pij (B) are selected such that the sum of all power levels pi j (B) occupies at most the value p max .
  • the method is carried out in such a way that this sum just reaches the value p max again or only slightly below that, so that the entire available power is optimally utilized.
  • the power is thus distributed, controlled by the respective demand, according to the discrete power level pi j of the individual consumer elements, in each case the total sum of the power is as high as possible and with the highest consumers currently required the greatest possible power , It is also possible to preset priorities, that is, for example, that certain heating elements in the dishwasher, especially certain heating elements heating water in one or more water tanks and / or water circuits, should first be allocated the greatest possible power before other, lower priority elements beauf ⁇ be hit.
  • the fixed power levels can be achieved in practice, for example, that in individual electrical supplies of individual consumer elements already fixed
  • certain voltage dividers can be used with fixed predetermined
  • the power zero can also be used, that is to say if a power level exists for each consumer element in which the electrical power is not applied to the consumer element. Furthermore, it is advantageous if exactly three power levels are provided for each load element, in particular zero, pi reg and pi max . This simple design tion is particularly easy to implement circuitry and already has all the advantages of the invention.
  • each consumer i is charged with the power determined for it in each case (step 240 in FIG. 2).
  • the allocation of the power in practice with high probability never fully corresponds exactly to the respective target value, but that, for example, due to technical tolerances (eg tolerances of electronic components), slight deviations may occur.
  • the deviations of the power levels with which the consumers are actually charged are not more than 10%, preferably not more than 5%, of the respective desired value.
  • the method described also partly considerably influences the functionality of the dishwashing machine.
  • the starting phase or heating phase that is to say the phase after the dishwasher has been put into operation until it is actually ready for operation
  • the method described above can be extended by a number of advantageous embodiments, whereby the above-described relations between the individual characteristic variables, in particular between the different powers of the individual consumer elements, should always be taken into account. This means, in particular, that the total sum of the allocated services of the individual consumers should not exceed the permissible total output p m ax.
  • the dishwasher is first started, whereby a start phase is marked. Then at least one Temperature of at least one rinsing liquid, in particular a temperature of water in at least one water tank and / or water cycle detected. This can be done in particular by means of one or more temperature sensors.
  • the at least one rinsing liquid is then heated by means of at least one heating element, wherein the respective heating heating element (which represents the Strategicele ⁇ ment 1 with IE - [I, ..., n ⁇ ) with this heating element associated maximum power level p lmax is operated.
  • the heating elements required for the starting phase is therefore initially supplied with the greatest possible electrical power.
  • the power of at least one additional consumer element which is less strongly required in the starting phase must correspondingly be reduced.
  • At least one consumer element q different from the heating element 1 is operated with q G ⁇ 1,..., N ⁇ and q ⁇ 1 with a lower power than the regular power level p qr eg assigned to this consumer element q.
  • a switch-on phase is started.
  • the power of all the consumer elements i is then first set to the respectively assigned regular power levels p ⁇ g .
  • At least one operating state variable is detected, which, as already mentioned above, can be, for example, the measured values of different sensors.
  • At least one operating state variable is assigned a setpoint.
  • These may be, for example, preset setpoint values, for example setpoint values stored in a data memory or in an electronic table, or else setpoints that can be influenced by a user.
  • a user can change certain setpoint specifications during operation of the machine, for example the temperature in certain areas of the machine, as a result of which the operation of the dishwasher can be influenced. If it is determined (for example by a simple comparator) that the value of the at least one operating state variable deviates by more than a predefined tolerance from the respective associated setpoint value, a load control phase is started.
  • This load control phase can be designed, for example, such that at least one consumer element r influencing the corresponding deviating operating state variable is operated with r G ⁇ 1,..., N ⁇ at a power deviating from its regular power level p ne g.
  • a heating element which heats the liquid in this tank can temporarily be operated with increased power, for example with the associated maximum power pi max .
  • the power of at least one further consumer element must be reduced so that the total sum of the powers in turn does not exceed the maximum total power p max .
  • this assignment of services can take place, for example, in that a corresponding set of performance levels for this scenario is stored in an electronic table.
  • This load control mode is maintained until the at least one operating state variable again assumes a value that deviates by no more than the specified tolerance from its setpoint.
  • the scope of the invention includes a computer program which, when running on a computer or computer network, carries out the method according to the invention in one of its embodiments.
  • the scope of the invention includes a computer program with program code means for carrying out the method according to the invention in one of its embodiments when the program is executed on a computer or computer network.
  • the program code means may be stored on a computer-readable medium.
  • FIG. 1 shows a prior art tape transporting dishwashing machine
  • FIG. 2 is a flowchart of a simple embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a schematic arrangement for carrying out the described method with a belt transporting dishwashing machine
  • FIG. 4 shows a schematic arrangement for carrying out the method described with a single-chamber dishwasher.
  • FIG. 3 shows a preferred arrangement with which the method described above can be carried out.
  • the apparatus has a continuous-flow dishwasher, in particular a belt-transporting dishwashing machine, analogous to the dishwasher 110 shown in FIG.
  • the illustrated elements correspond to the respective elements of the dishwasher 110 in Figure 1 or are the same in their function. Alternatively, other types of dishwashers could be used.
  • the arrangement in FIG. 3 has a computer system with a central processing unit 312 and a data memory 314 (for example, a volatile or non-volatile memory).
  • the computer system 310 is connected to the dishwasher 110 via the main control line 316, so that all essential functions of the dishwasher can be controlled via the computer system 310.
  • the apparatus shown in FIG. 3 has a plurality of temperature sensors 318 which can detect the temperature in the liquid tanks 13, 17 and 21 as well as in the air flow 34 of the blower 32 and at different locations in the liquid system 28 for the fresh water rinsing 28. Further temperature sensors as well as additional sensors, for example for pressure or flow rate, can be mounted at different points in the system.
  • the measurement data of the temperature sensors 318 are detected by means of a central measurement data acquisition unit 320, digitized and made available to the computer system 310.
  • the system has five electrical energy sources 322, 324, 326, 328 and 330, which supply the heating elements 14, 18, 22, 26 and 33 with electrical energy.
  • the electrical energy sources 322, 324, 326, 328 and 330 are each connected to externally controllable electrical power regulators 332, 334, 336, 338 and 340.
  • These externally controllable electrical power regulators 332, 334, 336, 338 and 340 control the electrical power of the electrical energy sources 322, 324, 326, 328 and 330 and in turn are connected to and controllable by the computer system 310.
  • the pumps 15, 19 and 23 are provided with corresponding power regulators, which can be controlled by the computer system. These power regulators are not shown in FIG. 3 for the sake of simplicity.
  • the described method can be carried out by means of the arrangement shown in FIG. 3, for example as follows.
  • the maximum total power p max on which the entire system is dimensioned, should be 45 kW in this example.
  • the individual consumer elements are assigned specific performance levels. Typically, these power levels are preset, whereby, for example, various electrical circuits, in particular in the externally controllable voltage regulators 332, 334, 336, 338 and 340 as well as in the power regulators, not shown, of the pumps 15, 19 and 23 can be used. Controlled by the computer system 310 can be switched between these individual electrical circuits, whereby the respective associated consumers 14, 18, 22, 26, 33, 15, 19 and 23 tn.it different power levels can be applied.
  • Table 2 shows an example of such an assignment of discrete power levels to the individual consumer elements.
  • the first column is in each case the
  • the second column shows the respective discrete performance levels. All services are stated in kilowatts.
  • the heating elements 14, 18, 22 and 26 each have three power levels, namely pi max , pireg and p; ra in.
  • the smallest power level pj m j is set for all listed consumed in this example to zero.
  • examples of performance levels are shown in different operating phases, namely in the starting phase (third column), the Ein ⁇ switching phase (fourth column) and the load control phase.
  • the fourth column shows typical numerical values of this example according to a conventional control method for the dishwasher 110 shown in FIG.
  • the starting phase ie immediately after start-up of the dishwasher 110, first the water tanks 13, 17 and 21 must be brought to the required operating temperature before the rinsing operation of the machine can be recorded.
  • the heating elements 14, 18 and 22 are thus allocated the maximum power in this starting phase.
  • the heater 26 for the instantaneous water heater, the drying heater 33 and the pumps 15, 19, 23 are not yet needed in this starting phase and therefore set to minimum power, ie in this case to zero power.
  • the total power for all consumers is calculated as 45 kW in this starting phase, which corresponds exactly to the maximum value p max specified.
  • the sum of the individual powers could also be smaller than p max , but in no case larger.
  • the computer system 310 initiates the switch-on phase. Also different intermediate phases, in which, for example, the temperature in individual tanks has already reached the target value, in others, however, not yet, are conceivable.
  • the computer system 310 switches over into a load control phase.
  • corresponding instructions for action in the form of performance levels for corresponding consumers can be stored in the data memory 314 in one or more look-up tables.
  • the power of the heating element 14 is correspondingly set from the regular value 9 kW to the minimum value 0 kW, whereas the power of the heating element 18 is increased from the regular value 6 kW to the maximum value 15 kW.
  • the total sum of the powers applied in this case is 43 kW, ie slightly below the permissible maximum value of 45 kW.
  • the system switches back to the regular switch-on mode. If deviations are detected again, the described process of the load control is repeated accordingly.
  • the arrangement comprises a single-chamber dishwasher 410, which may be, for example, a front-loaded single-chamber dishwasher or a push-through machine.
  • a basket 412 is mounted for receiving items 414.
  • the dishwasher 410 has a tank 416 for rinsing liquor, which can be heated by a heating element 418. From this tank for rinsing eye 416, rinsing liquid can be applied to the items to be washed 414 by means of a circulating pump 420 via a rinsing system for rinse liquor 422, which is provided with a plurality of nozzles 424.
  • the dishwasher 410 has a fresh water tank 426, which is designed as a boiler.
  • the fresh water tank 426 can be filled via a filling valve 428 with fresh water 430.
  • the fresh water tank has a heating element 432, by means of which the fresh water 430 can be heated for a rinse at elevated temperatures.
  • the fresh water tank 426 is always filled with fresh water 430 up to the cover level 434 of the heating element 432.
  • the fresh water tank 426 is connected to the interior of the dishwasher 410 via a vent line 436.
  • fresh water 430 is sucked in from the fresh water tank 426 at the suction point 438 by means of a fresh water pump 438 and fed to the items 414 via a rinse system for fresh water 440 and a plurality of rinse nozzles 442.
  • the arrangement in FIG. 4 also has a computer system 310 with a central processing unit 312 and a data memory 314.
  • the computer system is connected to the dishwasher 410 via a main control line 316, so that all essential functions of the dishwasher 410 can be controlled via the computer system 310.
  • the arrangement has two electrical power supplies 444, 446 for the pumps 420 and 438 and electrical power supplies 448 and 450 for the heating elements 418 and 432.
  • the electrical power supplies 444, 446, 448, 450 correspond in their function to the power supplies 322, 324, 326, 328, 330 in FIG. 3.
  • the power of the electrical power supplies 444, 446, 448, 450 can in turn be adjusted by means of externally controllable electrical power regulator 452, 454, 456, 458, which in turn can be controlled by the computer system 310.
  • the tanks 416 and 430 each have temperature sensors 318 whose signals can be detected by means of a measurement data acquisition unit 320 which can be read out by the computer system 310.
  • the inventive method can also be implemented with the arrangement shown in Figure 4.
  • these power levels can already be fixed in the form of electrical circuits, for example in the power controllers 452, 454, 456 and 458, between which only has to be switched over in order to supply the consumer elements 418, 420, 432 and 438 with the corresponding services.
  • the rinsing liquid in the tank for the rinsing 416 must be heated to operating temperature. This rinsing eye is first required during operation, followed by fresh water 430. Therefore, in analogy to the method described above, first the heating element 418 is again subjected to an electrical power corresponding to the maximum power level, whereas the other load elements 420, 432 and 438 be charged with lower power. Thus, for example, the pumps 420, 438 can be completely switched off in this starting phase, that is to say they are subjected to the power zero.
  • the computer system 310 starts the switch-on phase and the dishwasher 410 is ready for operation.
  • the consumer elements 418, 420, 432 and 438 are then charged with their regular services.
  • the further operating phases which have already been described above, can also be carried out in the energy-saving method according to the invention. It should be noted that the regular services for the individual consumer elements 418, 420, 432 and 438 can be selected differently in different operating phases of the dishwasher 410.
  • the regular power of the fresh water pump 438 can be set to zero in the phase of cleaning the items to be washed 414 with rinsing liquor from the tank 416, since in this phase, no action is taken on the ware 414 with fresh water 430. Accordingly, then the regular power of this pump 438 is increased in the rinse operation. Alternatively, however, the regular power level of this pump can also be kept constant.
  • the method can be adapted to the different operating phases of the single-chamber dishwasher 410 in a simple manner. Also a load control in case of deviation individual operating parameters of their respective setpoint in operation can be carried out according to the inventive method shown above.
  • Table 1 typical electrical performances of the consumers of a state of the art dishwasher in normal operation:
  • Table 2 Examples of power consumption of individual consumers by the described method in comparison with the prior art:
  • CPU 312 central processing unit, CPU 314 data memory
  • Heating element for flushing solution 420 Circulation pump

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Description

Verfahren und Anordnung zum energiesparenden Betrieb von Spülmaschinen
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung, mittels deren der Betrieb von Spülmaschinen energiesparender gestaltet werden kann. Insbesondere soll die Erfindung einen energiesparenden Betrieb von Mehrtankgeschirrspülmaschinen mit Spülzonen, Klar¬ spülzone und Trocknungszone ermöglichen.
Stand der Technik
Bekannte Maschinen, wie beispielsweise die in der DE 44 36 359 C2 beschriebene Ge¬ schirrspül- und Trockenanlage, haben typischerweise für die einzelnen Verbraucher, also für die einzelnen Zonen, Heizungen installiert. Diese Heizungen sind ausreichend, um den jeweils ungünstigsten Energiebedarf zu decken. Ungünstigster Energiebedarf ist dabei die¬ jenige Energiemenge, welche bei der Nennleistung der Maschine benötigt wird.
Die Heizleistungen der einzelnen Zonen sind, je nach eingesetztem Verfahren, unterschied- lieh. Die installierten Heizleistungen werden jeweils abhängig vom aktuellen Energiebe¬ darf ein- und ausgeschaltet. Die Addition der Heizleistungen, die bei der Nennleistung be¬ nötigt werden, ergibt den jeweils maximalen Anschlusswert.
In Figur 1 ist exemplarisch eine dem Stand der Technik entsprechende Mehrtankgeschirr- Spülmaschine 110 dargestellt. Bei diesen Geschirrspülmaschinen wird Spülgut 9 im Ein- lauf 1 auf eine Transporteinrichtung 11 aufgegeben und dann in Richtung 10 durch die
Zonenvorreinigung 2, Hauptreinigung 3, Pumpenklarspülung 4, Frischerwasserklarspülung
5, Wärmerückgewinnung 6, Trockenzone 7 und den Auslauf 8 transportiert.
In den Zonen 2, 3, 4 wird nach dem Einschalten der Maschine 110 die jeweilige Reiniger- lösung in den Tanks 13, 17, 21 bereitgestellt und mit Heizungen 14, 18, 22 auf Betriebs- temperatur gebracht. Die Maschine ist betriebsbereit, nachdem in den Tanks 13, 17, 21 jeweils voreingestellte Sollwerttemperaturen erreicht sind.
Der Transport kann dann eingeschaltet werden, wobei Spülgut 9 auf die Transporteinrich- tung 11 gesetzt wird und anschließend durch die Zonen 1 bis 8 transportiert wird. Dabei wird das Spülgut 9 über Pumpen 15, 19, 23 und über die Spülsysteme 16, 20, 24 mit ent¬ sprechenden Reinigungslösungen beaufschlagt und gereinigt.
Das Spülgut 9 wird in der Frischwasserklarspülung 5 über ein Spritzsystem 28 mit Frisch- wasser beaufschlagt, welches zuvor über einen Wärmetauscher 29 und ein Heizelement 26 erwärmt wurde. Dabei werden Reste der Reinigungslösungen abgewaschen. Im Wärmetau¬ scher 29 wird Frischwasser über warme Abluft 31 der Spülmaschine 110 vorgewärmt. Das Frischwasser wird anschließend in einem Heizelement 26 weiter erwärmt, um anschlie¬ ßend dem Spritzsystem 28 zugeführt zu werden.
Das Spülgut 9 wird nach Klarspülung in Zone 5 anschließend in der Trockenzone 7 über ein Gebläse 32 und eine Heizung 33 mit heißer Luft 34 beaufschlagt und dadurch getrock¬ net. Das gereinigte, klargespülte und getrocknete Spülgut 9 kann anschließend im Auslauf 8 der Spülmaschine 110 entnommen werden.
In Tabelle 1 sind beispielhaft typische Leistungen von Verbrauchern der dargestellten Ma¬ schine 110 aufgelistet. Dabei sind zur Vereinfachung nur Leistungen der Heizelemente 14, 18, 22, 26 und 33 aufgeführt. Nicht berücksichtigt sind in diesem vereinfachtem Beispiel die benötigten Leistungen der Pumpen 15, 19 und 23, mit welchen die Spritzsysteme 16, 20 und 24 beaufschlagt werden, sowie die benötigte Antriebsleistung für den Antrieb der Transporteinrichtung 11, das Abluftgebläse 30, das Gebläse der Trockenzone 32 sowie weiterer, nicht dargestellter Verbraucher. Der Anschlusswert für die Heizelemente in die¬ sem dem Stand der Technik entsprechenden Beispiel ergibt eine Gesamtleistung von 47 kW.
In der Phase des Aufheizens der Tanks 13, 17 und 21 sind typischerweise lediglich die Heizungen 14, 18 und 22 eingeschaltet. Dies ergibt in der Aufheizphase (Startphase) eine Leistung von 12 + 9 + 3 = 24 kW. Die Heizelemente 26 und 33 sind dabei typischerweise nicht eingeschaltet. Mit diesen 24 kW ergibt sich eine typische Aufheizzeit für die Tanks 13, 17 und 21 und somit eine bestimmte vorgegebene Zeit bis zur Erreichung der Betriebs¬ bereitschaft der Spülmaschine 110. Während der Betriebsphase werden dann die Heizungen 26 und 33 mit einer zusätzlichen Heizleistung von 18 bzw. 9 kW zusätzlich eingeschaltet für die Erwärmung des Frischwas¬ sers und der Trocknungsluft. In dieser Betriebsphase werden dann alle Heizelemente 14, 18, 22, 26 und 33 ein- bzw. ausgeschaltet, abhängig davon ob die jeweiligen vorgegebenen Solltemperaturen in diesen Zonen erreicht sind oder nicht. Bei einem Unterschreiten von vorgegebenen Solltemperaturen stehen jeweils nur die installierten Leistungen zum Nach¬ heizen zur Verfügung. Typischerweise werden die Heizleistungen der Heizelemente 14, 18, 22, 26 und 33 zu unterschiedlichen Zeitpunkten ein- und ausgeschaltet.
Spülmaschinen der beschriebenen Art weisen zahlreiche Nachteile auf, welche meist dar¬ aus resultieren, dass der Betrieb derartiger Spülmaschinen energetisch sehr unwirtschaft¬ lich ist. Diese Nachteile hängen insbesondere damit zusammen, dass die zugeführte elekt¬ rische Leistung einen vorgegebenen Maximalwert nicht überschreiten darf. Dieser Maxi¬ malwert bestimmt insbesondere die Auslegung der elektrischen Zuleitungen und der Elekt- ronik. Die einzelnen Verbraucher der Spülmaschine werden in der Regel unabhängig von¬ einander dem jeweiligen Bedarf angepasst, so dass im ungünstigsten Fall alle Verbraucher auf höchster Leistung betrieben werden. Typischerweise werden Verbraucher dabei so betrieben, dass diese entweder ausgeschaltet oder eingeschaltet auf einem vorgegebenen Leistungsniveau betrieben werden. Der Maximalwert der gesamten zugeführten Leistung muss also diesem „worst case" angepasst sein, in welchem alle Verbraucher auf höchstem Leistungsniveau betrieben werden.
Weiterhin erweisen sich Spülmaschinen der beschriebenen Art häufig als sehr langsam und schwerfällig, insbesondere in der Startphase bis zum Erreichen der Betriebsbereitschaft. Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass kritische Heizelement, welche beispiels¬ weise ein Erreichen einer Betriebstemperatur in den Tanks 13, 17 und 21 steuern sollen, nur mit einer jeweils vorgegebenen Maximalleistung betrieben werden können, welche sich aus dem oben genannten „worst case" Szenario ergeben.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, mittels derer der Betrieb von Spülmaschinen energiesparender und flexibler gestaltet werden kann.
Beschreibung der Erfindung Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilweise Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Es wird ein Verfahren zum energiesparenden Betrieb einer Spülmaschine, insbesondere zum Spülen von Geschirr oder medizinischen Geräten vorgeschlagen, sowie jeweils eine
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens in einer der dargestellten Ausgestaltungen.
Bei der Spülmaschine kann es sich insbesondere um eine Mehrtankspülmaschine handeln.
Die im Folgenden aufgeführten Verfahrensschritte müssen nicht notwendigerweise in der dargestellten Reihenfolge durchgeführt werden. Auch weitere, nicht aufgeführte Verfah- rensschritte können durchgeführt werden. Für die Nummerierung der Verfahrensschritte wird auf Figur 2 Bezug genommen.
Die Spülmaschine soll eine Gesamtanzahl N > 2 von elektrischen Verbraucherelementen aufweisen. Bei diesen Verbraucherelementen kann es sich beispielsweise, wie oben bereits beschrieben, um Heizelemente, um Pumpenelemente, um Gebläse oder um Antriebsele¬ mente handeln. Auch weitere Verbraucherelemente können eingeschlossen sein, beispiels¬ weise Energieversorgungen von Steuergeräten oder Computern.
Dabei wird einer Gruppe von n elektrischen Verbraucherelementen wird eine maximale elektrische Gesamtleistung pmax zugewiesen (Schritt 210 in Figur 2), wobei n eine natürli¬ che Zahl ist mit n > 1. Weiterhin soll n kleiner oder gleich der Gesamtanzahl N der elektri¬ schen Verbraucherelemente der Spülmaschine sein: n < N. Es können also alle oder auch nur einige der Verbraucherelemente der Spülmaschine in das Verfahren einbezogen sein.
Weiterhin wird jedem elektrischen Verbraucherelement i der Gruppe von n elektrischen Verbraucherelementen eine endliche Anzahl mj diskreter elektrischer Leistungslevel pij zugewiesen (Schritt 220 in Figur 2). Dabei soll πii mindestens den Wert 2 annehmen. Der erste Index i der diskreten elektrischen Leistungslevels pij ist eine natürliche Zahl, welche die elektrischen Verbraucherelemente durchnummeriert und wobei gilt i £ {1, ..., n}. Mit dem zweiten Index, j, werden für einen bestimmten Verbraucher i die einzelnen Leistungs¬ level durchnummeriert. Dabei ist j ebenfalls eine natürliche Zahl, welche größer ist als Null und maximal der Wert mi annehmen kann: 0 < j < mj.
Für jedes Verbraucherelement i wird ein maximaler Leistungslevel pjmax zugewiesen, so dass pij für alle i, j maximal den Wert p;max annehmen kann. Die Summe aller maximalen
Leistungslevel pimax bildet eine sogenannte „ungünstigste Gesamtleistung" pworaf Dabei soll die maximale elektrische Gesamtleistung pmax kleiner sein als die ungünstigste Gesamtleis- tung pworst- Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem typischerweise pworst direkt unter den einzelnen Verbraucherelementen aufgeteilt wird, stellt diese Bedingung sicher, dass der gesamte Leistungsbedarf der Spülmaschine erniedrigt wird.
Weiterhin wird jedem Verbraucherelement i ein sogenannter „regulärer Leistungslevel" pireg zugewiesen, welcher zwischen Null und dem jeweiligen maximalen Leistungslevel pimax liegt- Diese regulären Leistungslevel werden gerade so gewählt, dass die Summe der regulären Leistungslevel über alle Verbraucherelemente i gerade gleich der maximalen elektrischen Gesamtleistung pmax ist. Die maximale elektrische Gesamtleistung wird also auf die einzelnen Verbraucherelemente i „aufgeteilt".
Weiterhin wird ein sogenannter „Bedarfsermittlungsschritt" durchgeführt (Schritt 230 in Figur 2). Dabei wird, abhängig von einem Betriebszustand B der Spülmaschine, eine opti¬ male Kombination von Leistungslevels pij(B) gewählt, wobei für jedes Verbraucherele- ment i das gewählte Leistungslevel Pij(B) dem Leistungsbedarf des Verbrauchers i im Be¬ triebszustand B angepasst ist.
Ein Betriebszustand wird dabei beispielsweise charakterisiert durch eine Betriebsphase, in der sich der Betrieb der Spülmaschine gerade befindet (z. B. Startphase, Einschaltphase, Lastregelungsphase) oder, beispielsweise zusätzlich, durch entsprechende Betriebsparame¬ ter oder Betriebszustandsvariablen, beispielsweise durch Messwerte bestimmter Sensoren in der Spülmaschine (z. B. Temperatursensoren, Durchflusssensoren, Drucksensoren). So kann beispielsweise jeder Betriebszustand B charakterisiert sein durch eine Betriebspha¬ senvariable F und/oder eine Mehrzahl von Betriebszustandsvariablen, wobei die Betriebs- phasenvariable F mindestens drei diskrete Werte F1, F2, F3 annehmen kann. Dabei be¬ zeichnet Fi eine Startphase des Betriebes der Spülmaschine, F2 eine Einschaltphase des Betriebes der Spülmaschine bezeichnet und F3 eine Lastregelungsphase des Betriebes der Spülmaschine.
Beim Bedarfsermittlungsschritt kann beispielsweise in einer Startphase bestimmten Heiz¬ elementen stärke Leistung zugeführt werden als in einer späteren Betriebsphase. Außerdem werden die Leistungslevel pij(B) so gewählt, dass die Summe aller Leistungslevel pij(B) maximal den Wert pmax einnimmt. Das Verfahren wird dabei im Idealfall so durchgeführt, dass diese Summe gerade wieder den Wert praax erreicht oder nur wenig unterschreitet, so dass die gesamte zur Verfügung stehende Leistung optimal genutzt wird. Somit ist sicher¬ gestellt, dass, wie im Stand der Technik auch, jedes Heizelement bei Bedarf mit seiner maximal zulässigen Leistung betrieben wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden dabei jedoch andere, zur Zeit weniger benö¬ tigte Verbraucherelemente, mit einer entsprechend geringeren Leistung beaufschlagt. Die Leistung wird also, gesteuert durch den jeweiligen Bedarf, entsprechend auf die diskreten Leistungslevel pij der einzelnen Verbraucherelemente verteilt, wobei jeweils die Gesamt¬ summe der Leistungen möglichst hoch ist und wobei die augenblicklich am stärksten benö¬ tigten Verbraucher mit der größtmöglichen Leistung beaufschlagt werden. Dabei können auch Prioritäten voreingestellt werden, also beispielsweise dass bestimmten Heizelementen in der Spülmaschine, insbesondere bestimmten, Wasser in einem oder mehreren Wasser- tanks und/oder Wasserkreisläufen aufheizenden Heizelementen, zunächst eine größtmögli¬ che Leistung zugeteilt werden soll, bevor andere, niedriger priorisierte Elemente beauf¬ schlagt werden.
In der Praxis kann die Umsetzung der bedarfsabhängigen Zuteilung elektrischer Leistun- gen beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Computer zur Steuerung eingesetzt wird. So können beispielsweise bestimmte Szenarien (Betriebszustände, Wertebereiche von Be- triebszustandsvariablen) in einem elektronischen Speicher hinterlegt sein, beispielsweise in einer elektronischen Tabelle oder Lookup-Table. Jedem möglichen Szenario bzw. Be¬ triebszustand B kann dann durch einfaches Auslesen der elektronischen Tabelle ein opti- maier Satz von Leistungslevels zugeordnet werden, so dass die Summe dieser zugeordne¬ ten Leistungslevels die maximal zulässige Gesamtleistung pmax möglichst erreicht bzw. diese nur möglichst wenig unterschreitet.
Die festen Leistungslevels lassen sich in der Praxis beispielsweise dadurch erzielen, dass in einzelnen elektrischen Versorgungen der einzelnen Verbraucherelemente bereits feste
Leistungslevels vorgesehen sind, zwischen welchen lediglich umgeschaltet werden muss.
So lassen sich beispielsweise bestimmte Spannungsteiler einsetzen mit fest vorgegebenen
Teilerstufen. Aufwändige und teure analoge Regler können dann entfallen. Alternativ und/oder zusätzlich kann auch eine softwaretechnische Lösung eingesetzt werden oder auch analoge Leistungsregler.
In der Praxis hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, wenn auch die Leistung Null eingesetzt werden kann, also wenn für jedes Verbraucherelement ein Leistungslevel existiert, bei dem das Verbraucherelement mit keiner elektrischen Leistung beaufschlagt wird. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn für jedes Verbraucherelement genau drei Leis¬ tungslevel vorgesehen sind, insbesondere Null, pireg und pimax. Diese einfache Ausgestal- tung ist schaltungstechnisch besonders einfach zu realisieren und weist bereits alle Vorteile der Erfindung auf.
Nachdem so für den jeweiligen Betriebszustand die optimale Kombination an Leistungsle- vels ermittelt worden ist, wird jeder Verbraucher i mit der jeweils für ihn ermittelten Leis¬ tung beaufschlagt (Schritt 240 in Figur 2). Dabei ist zu beachten, dass die Zuteilung der Leistung in der Praxis mit hoher Wahrscheinlichkeit nie vollständig exakt dem jeweiligen Sollwert entspricht, sondern dass, bedingt beispielsweise durch technische Toleranzen (z. B. Toleranzen elektronischer Bauteile), leichte Abweichungen auftreten können. Vorteil- hafter Weise betragen jedoch die Abweichungen der Leistungslevel, mit denen die Verbraucher tatsächlich beaufschlagt werden, vom jeweiligen Sollwert nicht mehr als 10%, vorzugsweise sogar nicht mehr als 5%.
Das beschriebene Verfahren, bei dem die zugeführte elektrische Maximalleistung nicht durch die Summe der maximalen Einzelleistungen, sondern durch die Summe der „norma¬ len" Leistungen bestimmt ist, bietet gegenüber herkömmlichen Verfahren eine Reihe von Vorteilen. Insbesondere lässt sich durch das beschriebene Verfahren typischerweise Leis¬ tung von typischerweise 20-30% einsparen, was sich gerade in Großbetrieben wirtschaft¬ lich stark bemerkbar macht.
Weiterhin beeinflusst das beschriebene Verfahren auch die Funktionalität der Spülmaschi¬ ne teilweise erheblich. So kann nach dem beschriebenen Verfahren insbesondere die Start¬ phase oder Aufheizphase, also die Phase nach Inbetriebnahme der Spülmaschine bis zur tatsächlichen Einsatzbereitschaft, erheblich verkürzt werden. Dies bewirkt nicht nur eine erhöhte Benutzerfreundlichkeit, sondern verringert wiederum auch den gesamten Energie¬ bedarf, da die Startphase trotz Bedarfs an elektrischer Energie wirtschaftlich nicht sinnvoll genutzt werden kann.
Das oben beschriebene Verfahren lässt sich durch eine Reihe vorteilhafter Ausgestaltungen erweitern, wobei stets die oben beschriebenen Relationen zwischen den einzelnen Kenn¬ größen, insbesondere zwischen den verschiedenen Leistungen der einzelnen Verbraucher¬ elemente beachtet werden sollen. Dies bedeutet insbesondere, dass die Gesamtsumme der zugewiesenen Leistungen der einzelnen Verbraucher nicht die zulässige Gesamtleistung pmax überschreiten soll.
So wird in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Spülmaschine zunächst gestartet, wodurch eine Startphase markiert wird. Anschließend wird mindestens eine Temperatur mindestens einer Spülflüssigkeit, insbesondere eine Temperatur von Wasser in mindestens einem Wassertank und/oder Wasserkreislauf, erfasst. Dies kann insbesondere mittels eines oder mehrerer Temperatursensoren erfolgen.
Die mindestens eine Spülflüssigkeit wird dann mittels mindestens eines Heizelementes aufgeheizt, wobei das jeweilige aufheizendes Heizelement (welches das Verbraucherele¬ ment 1 mit I E -[ I, ..., n} darstellt) mit dem diesem Heizelement zugeordneten maximalen Leistungslevel plmax betrieben wird. Den für die Startphase benötigten Aufheizelementen wird also anfänglich die größtmögliche elektrische Leistung zugeführt. Damit die Gesamt- summe der einzelnen Leistungen der Verbraucherelemente jedoch nicht die maximale zu¬ lässige Gesamtleistung pmax überschreitet, muss entsprechend die Leistung mindestens ei¬ nes weiteren, in der Startphase weniger stark benötigten Verbraucherelements, gesenkt werden. Es wird also mindestens ein von dem Heizelement 1 verschiedenes Verbraucher¬ element q mit q G {1, ..., n} und q ≠ 1 mit einer niedrigeren Leistung als dem diesem Verbraucherelement q zugeordneten regulären Leistungslevel pqreg betrieben. Dabei kann es sich beispielsweise um das Leistungslevel pqreg = 0 handeln, also ein vollständiges Ab¬ schalten des weniger benötigten Verbraucherelements.
Sobald die mindestens eine Temperatur der mindestens einen Spülflüssigkeit einen vorge- gebenen Sollwert erreicht oder überschritten hat, wird dann eine Einschaltphase gestartet. In dieser Einschaltphase wird dann zunächst die Leistung aller Verbraucherelemente i auf die jeweils zugeordneten regulären Leistungslevel p^g gesetzt.
Infolge beispielsweise von verschiedenen Störungen oder Umwelteinflüssen kann es je- doch im Betrieb der Spülmaschine zu Störungen kommen, bei denen beispielsweise be¬ stimmte Temperaturen in verschiedenen Bereichen einen vorgegebenen Sollwert unter¬ schreiten. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird daher mindestens eine Betriebszu- standsvariable erfasst, wobei es sich, wie oben bereits erwähnt, beispielsweise um die Messwerte verschiedener Sensoren handeln kann.
Mindestens einer Betriebszustandsvariablen wird ein Sollwert zugeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um voreingestellte Sollwerte, beispielsweise in einem Datenspeicher oder in einer elektronischen Tabelle gespeicherte Sollwerte handeln, oder auch um von einem Benutzer beeinflussbare Sollwerte. So kann beispielsweise ein Benutzer während des Betriebes der Maschine bestimmte Sollvorgaben ändern, beispielsweise die Tempera¬ tur in bestimmten Bereichen der Maschine, wodurch der Betrieb der Spülmaschine beein¬ flussbar ist. Wird festgestellt (beispielsweise durch einen einfachen Komparator), dass der Wert der mindestens einen Betriebszustandsvariablen um mehr als eine vorgegebene Toleranz von dem jeweils zugehörigen Sollwert abweicht, wird eine Lastregelungsphase gestartet. Diese Lastregelungsphase kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass mindestens ein die ent¬ sprechende abweichende Betriebszustandsvariable beeinflussendes Verbraucherelement r mit r G {1, ..., n} mit einer von ihrem regulären Leistungslevel pneg abweichenden Leis¬ tung betrieben wird.
So kann beispielsweise, wenn in einem Flüssigkeitstank eine zu niedrige Temperatur fest¬ gestellt wird, ein Heizelement, welches die Flüssigkeit in diesem Tank aufheizt, vorüber¬ gehend mit einer erhöhten Leistung, beispielsweise mit der zugehörigen maximalen Leis¬ tung pimax, betrieben werden. Wie oben beschrieben, muss dabei selbstverständlich die Leistung mindestens eines weiteren Verbraucherelements herabgesetzt werden, damit die Gesamtsumme der Leistungen wiederum die maximale Gesamtleistung pmax nicht über¬ schreitet. Wiederum kann diese Zuordnung von Leistungen beispielsweise dadurch erfol¬ gen, dass ein entsprechender Satz von Leistungslevels für dieses Szenario in einer elektro¬ nischen Tabelle hinterlegt ist.
Dieser Lastregelungsbetrieb wird solange aufrechterhalten, bis die mindestens eine Be- triebszustandsvariable wieder einen um nicht mehr als die vorgegebene Toleranz von ih¬ rem Sollwert abweichenden Wert annimmt.
Ferner gehört zum Umfang der Erfindung ein Computerprogramm, das bei Ablauf auf ei- nem Computer oder Computer-Netzwerk das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen ausführt.
Weiterhin gehört zum Umfang der Erfindung ein Computerprogramm mit Programmcode- Mitteln, um das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen durchzufüh- ren, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird. Insbesondere können die Programmcode-Mittel auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteran¬ sprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungs¬ beispiele beschränkt.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugszif- fern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hin¬ sichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt:
Figur 1 eine dem Stand der Technik entsprechende Bandtransportgeschirrspülma¬ schine;
Figur 2 einen Ablaufplan einer einfachen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens;
Figur 3 eine schematische Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verf ah- rens mit einer Bandtransportgeschϊrrspülmaschine; und
Figur 4 eine schematische Anordnung zur Durchführung des beschriebenen Verfah¬ rens mit einer Einkammerspülmaschine.
In Figur 3 ist eine bevorzugte Anordnung dargestellt, mit welcher das oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann. Die Vorrichtung weist eine Durchlaufgeschirrspül¬ maschine, speziell eine Bandtransportgeschirrspiilmaschine, analog zu der in Figur 1 dar¬ gestellten Spülmaschine 110 auf. Die dargestellten Elemente entsprechen den jeweiligen Elementen den Spülmaschine 110 in Figur 1 bzw. sind diesen in ihrer Funktion gleich. Alternativ könnten auch weitere Typen von Spülmaschinen verwendet werden. Zusätzlich weist die Anordnung in Figur 3 ein Computersystem mit einer zentralen Recheneinheit 312 und einem Datenspeicher 314 (beispielsweise ein flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher) auf. Das Computersystem 310 ist über Hauptsteuerleitung 316 mit der Geschirrspülma¬ schine 110 verbunden, so dass alle wesentlichen Funktionen der Geschirrspülmaschine über das Computersystem 310 gesteuert werden können.
Weiterhin weist die in Figur 3 dargestellte Vorrichtung eine Mehrzahl von Temperatursen¬ soren 318 auf, welche die Temperatur in den Flüssigkeitstanks 13, 17 und 21 sowie im Luftstrom 34 des Gebläses 32 sowie an verschiedenen Stellen im Flüssigkeitssystem 28 für die Frischwasserklarspülung 28 erfassen können. Weitere Temperatursensoren sowie zu¬ sätzliche Sensoren, beispielsweise für Druck- oder Durchflussgeschwindigkeit, können an verschiedenen Stellen im System angebracht sein. Die Messdaten der Temperatursensoren 318 werden mittels einer zentralen Messdatenerfassungseinheit 320 erfasst, digitalisiert und dem Computersystem 310 zur Verfügung gestellt.
Weiterhin weist das System in diesem Ausführungsbeispiel fünf elektrische Energiequellen 322, 324, 326, 328 und 330 auf, welche die Heizelemente 14, 18, 22, 26 und 33 mit elektri¬ scher Energie versorgen. Die elektrischen Energiequellen 322, 324, 326, 328 und 330 sind jeweils mit extern steuerbaren elektrischen Leistungsreglern 332, 334, 336, 338 und 340 verbunden. Diese extern steuerbaren elektrischen Leistungsreglexn 332, 334, 336, 338 und 340 steuern die elektrische Leistung der elektrischen Energiequellen 322, 324, 326, 328 und 330 und sind ihrerseits wiederum mit dem Computersystemi 310 verbunden und über dieses steuerbar.
Neben den Heizelementen 14, 18, 22, 26 und 33 sind auch die Pumpen 15, 19 und 23 mit entsprechenden Leistungsreglern versehen, welche vom Computersystem gesteuert werden können. Diese Leistungsregler sind in Figur 3 zur Vereinfachung nicht dargestellt.
Das beschriebene Verfahren lässt sich mittels der in Figur 3 dargestellten Anordnung bei¬ spielsweise folgendermaßen durchfuhren. Die maximale Gesamtleistung pmax, auf welche das gesamte System dimensioniert ist, soll in diesem Beispiel 45 kW betragen. Zunächst werden den einzelnen Verbraucherelementen bestimmte Leistungslevels zugeordnet. Typi¬ scherweise werden diese Leistungslevels voreingestellt, wobei beispielsweise verschiedene elektrische Schaltungen, insbesondere in den extern steuerbaren I^istungsreglern 332, 334, 336, 338 und 340 sowie in den nicht dargestellten Leistungsreglern der Pumpen 15, 19 und 23 eingesetzt werden können. Gesteuert durch das Computersystem 310 kann zwischen diesen einzelnen elektrischen Schaltungen umgeschaltet werden, wodurch die jeweiligen zugehörigen Verbraucher 14, 18, 22, 26, 33, 15, 19 und 23 tn.it unterschiedlichen Leis¬ tungslevels beaufschlagt werden können.
In Tabelle 2 ist exemplarisch eine derartige Zuordnung von diskreten Leistungslevels an die einzelnen Verbraucherelemente dargestellt. In der ersten Spalte ist dabei jeweils das
Verbraucherelement mit zugehörigem Bezugszeichen bezeichnet. In der zweiten Spalte sind die jeweiligen diskreten Leistungslevel aufgeführt. Alle Leistungen sind in Kilowatt angegeben. Dabei haben in diesem einfachen Beispiel die Heizungselemente 14, 18, 22 und 26 jeweils drei Leistungslevel, nämlich pimax, pireg und p;rain. Die Pumpen 15, 19 und 23 haben in diesem Beispiel nur zwei Leistungslevel, nämlich pϊmaχ = Pireg und pim;n. Das kleinste Leistungslevel pjmj„ ist bei allen aufgelisteten Verbrauchtem in diesem Beispiel auf den Wert Null gesetzt. In der dritten, der vierten und der fünften Spalte sind Beispiele für Leistungslevels in ver¬ schiedenen Betriebsphasen dargestellt, nämlich in der Startphase (dritte Spalte), der Ein¬ schaltphase (vierte Spalte) und der Lastregelungsphase. In der vierten Spalte sind typische Zahlenwerte dieses Beispiels nach einem herkömmlichen Steuerungsverfahren für die in Figur 3 dargestellte Spülmaschine 110 dargestellt.
In der Startphase, also unmittelbar nach Inbetriebnahme der Spülmaschine 110, müssen zunächst die Wassertanks 13, 17 und 21 auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht werden, bevor der Spülbetrieb der Maschine aufgenommen werden kann. Den Heizele¬ menten 14, 18 und 22 wird somit in dieser Startphase die maximale Leistung zugeteilt. Die Heizung 26 für den Durchlauferhitzer, die Trocknungsheizung 33 und die Pumpen 15, 19, 23 hingegen werden in dieser Startphase noch nicht benötigt und daher auf minimale Leis¬ tung, also in diesem Fall auf Leistung Null, gesetzt. Insgesamt errechnet sich als Gesamt- leistung für alle Verbraucher eine Leistung von 45 kW in dieser Startphase, was also genau dem vorgegebenen Maximalwert pmax entspricht. Alternativ könnte die Summe der Einzel¬ leistungen auch kleiner sein als pmax, jedoch in keinem Fall größer.
Sobald das Signal der Temperatursensoren 318 anzeigt, dass in den Tanks 13, 17 und 21 jeweils die vorgegebene und beispielsweise im Datenspeicher 314 des Computersystems 310 abgelegten Solltemperaturen erreicht sind, wird vom Computersystem 310 die Ein¬ schaltphase eingeleitet. Auch verschiedene Zwischenphasen, in denen beispielsweise die Temperatur in einzelnen Tanks bereits den Sollwert erreicht hat, in anderen jedoch noch nicht, sind denkbar.
In der Einschaltphase werden dann zunächst alle Verbraucher mit ihren regulären Leis¬ tungswerten prireg beaufschlagt. Wie sich wiederum aus der untersten Zeile der Tabelle 2 ergibt, beträgt die Summe dieser prireg regulären Leistungen auch in diesem Fall 45 kW. Wiederum könnte alternativ die Summe der Einzelleistungen auch kleiner sein, als pmax, jedoch in keinem Fall größer. In der Einschaltphase kann dann der Spülvorgang in der Spülmaschine durchgeführt werden, die Maschine ist betriebsbereit.
Stellt das Computersystem in der Einschaltphase fest, dass einer oder mehrere der erfassten Sensorwerte, beispielsweise die Messwerte einzelner Temperatursensoren 318, vorgegebe- ne (und beispielsweise wiederum im Datenspeicher 314 hinterlegte) Sollwerte uro. mehr als jeweils ebenfalls hinterlegte Toleranzwerte über- oder unterschreitet, so schaltet das Com¬ putersystem 310 in eine Lastregelphase um. Je nach Art der Abweichung können bei- spielsweise im Datenspeicher 314 in einer oder mehreren Lookup-Tables entsprechende Handlungsanweisungen in Form von Leistungslevels für entsprechende Verbraucher hin¬ terlegt sein.
So ist als einfaches Beispiel in der fünften Spalte in Tabelle 2 ein Fall dargestellt, wie zum Beispiel auf eine erhöhte Temperatur im Vorreinigungstank 13 und eine gegenüber dem zugehörigen Sollwert zu niedrige Temperatur im Hauptreinigungstank 17 reagiert werden könnte. Die Leistung des Heizelements 14 wird entsprechend vom regulären Wert 9 kW auf den Minimalwert 0 kW gesetzt, wohingegen die Leistung des Heizelements 18 vom regulären Wert 6 kW auf den Maximalwert 15 kW erhöht wird. Wie sich auch aus der letz¬ ten Zeile der Tabelle 2 ergibt, liegt die Gesamtsumme der in diesem Fall beaufschlagten Leistungen bei 43 kW, also leicht unterhalb des zulässigen Maximalwertes von 45 kW. Es ließe sich jedoch in diesem Fall keine Leistung eines Verbraucherelements auf ein höheres Leistungslevel setzen, ohne dass die zulässige maximale Gesamtleistung pmax überschritten würde. Auch in diesem Fall ist also der zur Verfügung stehende Leistungsbereich optimal ausgenutzt.
Sobald das Computersystem 310 feststellt, dass wieder die vorgegebenen Sollwerte (bis auf entsprechende tolerierbare Abweichungen) erreicht sind, wird wieder umgeschaltet auf den regulären Einschaltbetrieb. Werden wieder Abweichungen festgestellt, so wird der beschriebene Vorgang der Lastregelung entsprechend wiederholt.
In der letzten Spalte der Tabelle 2 sind zum Vergleich noch einmal entsprechende Leis¬ tungslevel herkömmlicher Systeme verzeichnet, bei denen nur jeweils ein bestimmter Verbraucher eingeschaltet oder ausgeschaltet werden kann. Es zeigt sich, dass hier im un¬ günstigsten Fall eine Gesamtleistung von 78 kW auftreten kann, auf welche das System dimensioniert werden muss.
Analog zu dem in Figur 3 dargestellten Beispiel einer Mehrkammerspülmaschine lässt sich das Verfahren auch auf Einkammerspülmaschinen oder weitere Spülmaschinentypen über¬ tragen. Eine entsprechende Anordnung ist in Figur 4 dargestellt.
Die Anordnung weist eine Einkammerspülmaschine 410 auf, wobei es sich beispielsweise um eine frontbeschickte Einkammerspülmaschine oder eine Durchschubmaschine handeln kann. In der Einkammerspülmaschine 410 ist ein Korb 412 gehaltert zur Aufnahme von Spülgut 414. Weiterhin weist die Spülmaschine 410 einen Tank 416 für Spüllauge auf, welcher über ein Heizelement 418 beheizt werden kann. Aus diesem Tank für Spüllauge 416 kann Spülflüssigkeit mittels einer Umwälzpumpe 420 über ein Spülsystem für Spül¬ lauge 422, welches mit einer Mehrzahl von Düsen 424 versehen ist, auf das Spülgut 414 aufgebracht werden.
Weiterhin weist die Spülmaschine 410 einen Frischwassertank 426 auf, welcher als Boiler ausgestaltet ist. Der Frischwassertank 426 kann über ein Füllventil 428 mit Frischwasser 430 befüllt werden. Weiterhin weist der Frischwassertank ein Heizelement 432 auf, mittels dessen das Frischwasser 430 für eine Klarspülung bei erhöhten Temperaturen erhitzt wer¬ den kann. Die Befüllung des Frischwassertanks 426 mit Frischwasser 430 erfolgt dabei immer bis zum Bedeckungsniveau 434 des Heizelementes 432. Um beim Erhitzen einen Überdruck im Frischwassertank 426 zu vermeiden, ist der Frischwassertank 426 über eine Entlüftungsleitung 436 mit dem Innenraum der Spülmaschine 410 verbunden.
Zum Klarspülen des Spülgutes 414 mit kaltem oder auch mit erhitztem Frischwasser 430 wird mittels einer Frischwasserpumpe 438 Frischwasser 430 an der Ansaugstelle 438 aus dem Frischwassertank 426 angesaugt und über ein Spülsystem für Frischwasser 440 und eine Mehrzahl von Düsen für die Klarspülung 442 dem Spülgut 414 zugeführt.
Analog zu dem in Figur 3 dargestellten Beispiel weist auch die Anordnung in Figur 4 wie- derum ein Computersystem 310 mit einer zentralen Recheneinheit 312 und einem Daten¬ speicher 314 auf. Das Computersystem ist über eine Hauptsteuerleitung 316 mit der Spül¬ maschine 410 verbunden, so dass alle wesentlichen Funktionen der Spülmaschine 410 über das Computersystem 310 gesteuert werden können. Weiterhin weist die Anordnung zwei elektrische Energieversorgungen 444, 446 für die Pumpen 420 und 438 sowie elektrische Energieversorgungen 448 und 450 für die Heizelemente 418 und 432 auf. Die elektrischen Energieversorgungen 444, 446, 448, 450 entsprechen in ihrer Funktion den Energieversor¬ gungen 322, 324, 326, 328, 330 in Figur 3. Die Leistung der elektrischen Energieversor¬ gungen 444, 446, 448, 450 lässt sich wiederum einstellen mittels extern steuerbarer elektri¬ scher Leistungsregler 452, 454, 456, 458, welche wiederum durch das Computersystem 310 ansteuerbar sind.
Weiterhin weisen die Tanks 416 und 430 jeweils Temperatursensoren 318 auf, deren Sig¬ nale mittels einer vom Computersystem 310 auslesbaren Messdatenerfassungseinheit 320 erfasst werden können.
Analog zu der Beschreibung anhand Figur 3 lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch mit der in Figur 4 dargestellten Anordnung umsetzen. Wiederum erfolgt eine Zuwei- sung mehrerer Leistungslevels an die elektrischen Verbraucherelemente 418, 420, 432 und 438. Wie oben beschrieben, können auch hier diese Leistungslevels bereits in Form elektri¬ scher Schaltungen, beispielsweise in den Leistungsstellern 452, 454, 456 und 458 fest vor¬ gegeben sein, zwischen denen lediglich umgeschaltet werden muss, um die Verbraucher- elemente 418, 420, 432 und 438 mit den entsprechenden Leistungen zu beaufschlagen.
In der Startphase der Spülmaschine 410 muss zunächst die Spülflüssigkeit im Tank für die Spüllauge 416 auf Betriebstemperatur aufgeheizt werden. Diese Spüllauge wird im Betrieb zuerst benötigt, gefolgt vom Frischwasser 430. Daher wird, analog zu dem oben beschrie- benen Verfahren, zunächst wiederum das Heizelement 418 mit einer dem maximalen Leis¬ tungslevel entsprechenden elektrischen Leistung beaufschlagt, wohingegen die anderen Verbraucherelemente 420, 432 und 438 mit geringeren Leistungen beaufschlagt werden. So können beispielsweise die Pumpen 420, 438 in dieser Startphase vollständig abgeschal¬ tet sein, also mit der Leistung Null beaufschlagt werden. Da auch das Frischwasser 430 im Betrieb bei einer erhöhten Temperatur benötigt wird, ist es jedoch sinnvoll, das Leistungs¬ level des Heizelementes 432 nicht vollständig auf Null zu setzen, so dass auch das Frisch¬ wasser 430 im Frischwassertank 426 langsam aufgeheizt wird, um später im Klarspülbe¬ trieb zur Verfügung zu stehen.
Sobald der Temperatursensor 318 und die Messdatenerfassungseinheit 320 melden, dass die Temperatur im Spüllaugetank 416 die gewünschte Temperatur erreicht hat, wird vom Computersystem 310 die Einschaltphase gestartet, und die Spülmaschine 410 ist betriebs¬ bereit. Die Verbraucherelemente 418, 420, 432 und 438 werden dann mit ihren regulären Leistungen beaufschlagt. Entsprechend können auch die weiteren Betriebsphasen, die be- reits oben beschrieben wurden, im erfindungsgemäßen energiesparenden Verfahren durch¬ geführt. Es ist dabei anzumerken, dass die regulären Leistungen für die einzelnen Verbrau¬ cherelemente 418, 420, 432 und 438 in verschiedenen Betriebsphasen der Spülmaschine 410 unterschiedlich gewählt werden können. So kann beispielsweise die reguläre Leistung der Frischwasserpumpe 438 im der Phase der Reinigung des Spülgutes 414 mit Spüllauge aus dem Tank 416 auf Null gesetzt werden, da in dieser Phase keine Beaufschlagung des Spülgutes 414 mit Frischwasser 430 erfolgt. Entsprechend wird dann die reguläre Leistung dieser Pumpe 438 im Klarspülbetrieb heraufgesetzt. Alternativ kann das reguläre Leis¬ tungslevel dieser Pumpe jedoch auch konstant gehalten werden.
So kann das Verfahren auf einfache Weise an die verschiedenen Betriebsphasen der Ein¬ kammerspülmaschine 410 angepasst werden. Auch eine Lastregelung bei Abweichung einzelner Betriebsparameter von ihrem jeweiligen Sollwert im Betrieb kann entsprechend dem oben dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren erfolgen.
Tabelle 1: typische elektrische Leistungen der Verbraucher einer dem Stand der Technik entsprechenden Spülmaschine im Normalbetrieb:
Heizung für Vorreinigung 14 12 kW
Heizung für Hauptreinigung 18 9 kW
Heizung für Pumpenklarspülung 22 3 kW
Heizung für Durchlauferhitzer 26 8 kW
Heizung für Trocknung 33 9 kW
Pumpen 15, 19, 23 je 2 kW = 6 kW
Gesamtleistung 47 kW
Tabelle 2: Beispiele von Leistungsbeaufschlagung einzelner Verbraucher nach dem be¬ schriebenen Verfahren im Vergleich zum Stand der Technik:
Bezugszeichenliste
1 Einlaufzone
2 Vorreinigungszone 3 Hauptreinigungszone
4 Pumpenklarspülungszone
5 Frischwasserklarspülungszone
6 Wärmerückgewinnungszone
7 Trockenzone 8 Auslaufzone
9 Spülgut
10 Transporteinrichtung Spülgut
11 Transporteinrichtung, z. B. Endlosband
12 Einlaufwanne 13 Tank für Reinigerlösung
14 Heizung für Vorreinigung
15 Pumpe für Vorreinigung
16 Spritzsystem für Vorreinigung
17 Tank für Reinigerlösung für Hauptreinigung 18 Heizung für Hauptreinigung
19 Pumpe für Hauptreinigung
20 Spritzsystem für Hauptreinigung
21 Tank für Lösung Pumpenklarspülzone
22 Heizung für Pumpenklarspülzone 23 Pumpe für Pumpenklarspülzone
24 Spritzsystem für Pumpenklarspülzone
25 Durchlauferhitzer für Frischwasserklarspülung
26 Heizung Durchlauferhitzer für Frischwasser
27 Netzanschluss für Frischwasser 28 Spritzsystem für Frischwasserklarspülung
29 Wärmetauscher Abluft/Frischwasser
30 Abluftgebläse
31 Richtung der Luftströmung
32 Gebläse der Trockenzone 33 Heizung der Trockenzone
34 Richtung der Luftströmung
35 Auslaixfwanne für die Abnahme des Spülgutes 110 Mehrkammerspülmaschine
210 Zuweisung einer elektrischen Gesamtleistung pmax
220 Zuweisung von Leistungslevels pij 230 Bestimmung einer optimalen Kombination von Leistungslevels pij
240 Einstellung der Leistung Pij(B) jedes Verbraucherelements
310 Computersystem
312 zentrale Recheneinheit, CPU 314 Datenspeicher
316 Hauptsteuerleitung
318 Temperatursensoren
320 Messdatenerfassungseinheit
322 elektrische Energieversorgung 324 elektrische Energieversorgung
326 elektrische Energieversorgung
328 elektrische Energieversorgung
330 elektrische Energieversorgung
332 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler 334 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler
336 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler
338 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler
340 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler
410 Einkammerspülmaschine
412 Korb
414 Spülgut
416 Tank für Spüllauge
418 Heizelement für Spüllauge 420 Umwälzpumpe
422 Spülsystem für Spüllauge
424 Düsen für Spüllauge
426 Frischwassertank-Boiler
428 Füllventil 430 Frischwasser
432 Heizelement für Frischwassertank
434 Bedeckungsniveau 436 Entlüftungsleitung
438 Ansaugstelle
440 Spülsystem für Frischwasser
442 Düsen für die Klarspülung 444 elektrische Energieversorgung
446 elektrische Energieversorgung
448 elektrische Energieversorgung
450 elektrische Energieversorgung
452 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler 454 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler
456 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler
458 extern steuerbarer elektrischer Leistungsregler

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum energiesparenden Betrieb einer Spülmaschine (110; 410), insbeson¬ dere zum Spülen von Geschirr (9; 414) oder medizinischen Geräten, wobei die Spülmaschine (110; 410) eine Gesamtanzahl N > 2 von elektrischen Verbraucher¬ elementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) aufweist, mit folgen¬ den Schritten: a) einer Gruppe von n elektrischen Verbraucherelementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) wird eine maximale elektrische Gesamtleistung pmax zuge- wiesen; b) jedem elektrischen Verbraucherelement i der Gruppe von n elektrischen Verbrau¬ cherelementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) wird eine endli¬ che Anzahl m; diskreter elektrischer Leistungslevel pij zugewiesen mit mi > 2, wobei für jedes i ein maximaler Leistungslevel pimax existiert mit pij < pimax, - wobei die Summe aller maximalen Leistungslevel pimax eine ungünstigste Gesamt- π leistung pWOISt = ∑p^ bildet mit ρmax < ρwotst, und i=l wobei für jedes i ein regulärer Leistungslevel pjreg existiert, wobei 0 < pireg < piraax n für alle i, j und wobei ∑ρk&g = pmax ; i=l c) in einem Bedarfsermittlungsschritt wird, abhängig von einem Betriebszustand B der Spülmaschine (110; 410), eine optimale Kombination von Leistungslevels pij(B) gewählt, wobei für jedes i das gewählte Leistungslevel pij(B) dem Leistungsbedarf des Verbraucherelements i (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) im Be¬ triebszustand B angepasst ist, und π - wobei gilt: ^] Py (B) ≤ P1113x , für alle Betriebszustände B; und i=l d) die elektrische Leistung jedes Verbrauchers i der Gruppe von n elektrischen Verbraucherelementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) wird auf das Leistungslevel pij(B) eingestellt.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden elektrischen Verbraucher i (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) ein Leistungslevel pik existiert mit 0 < k < m; und mit pik = 0.
3. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Schritte, dadurch gekennzeichnet, dass mi = 3 für alle i.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: e) die Spülmaschine (110; 410) wird gestartet, wodurch eine Startphase beginnt; f) mindestens eine Temperatur mindestens einer Spülflüssigkeit, insbesondere eine
Temperatur von Wasser in mindestens einem Wassertank (13, 17, 21- 416, 426) und/oder Wasserkreislauf, wird erfasst; g) die mindestens eine Spülflüssigkeit wird aufgeheizt,
- wobei mindestens ein die Spülflüssigkeit aufheizendes Heizelement (14, 18, 22, 26; 418, 432), welches das Verbraucherelement 1 mit 1 E {1, ..., n} bildet, mit dem die¬ sem Heizelement (14, 18, 22, 26; 418, 432) zugeordneten maximalen Leistungsle¬ vel pimax betrieben wird, und
- wobei mindestens ein von dem Heizelement (14, 18, 22, 26; 418, 432) verschiede¬ nes Verbraucherelement q (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) mit q G {1, ..., n} und q ≠ 1 mit einer niedrigeren Leistung als dem diesem Verbraucher¬ element q (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) zugeordneten regulä¬ ren Leistungslevel pqreg betrieben wird; und h) sobald die mindestens eine Temperatur der mindestens einen Spülflüssigkeit einen vorgegebenen Sollwert erreicht oder überschritten hat, wird eine Einschaltphase ge- startet,
- wobei die Leistung aller Verbraucherelemente i (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) auf die jeweils zugeordneten regulären Leistungslevel pύeg gesetzt wird.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch mit zusätzlich folgendem Schritt: i) mindestens eine Betriebszustandsvariable wird erfasst; j) mindestens einer Betriebszustandsvariablen wird ein Sollwert zugeordnet; und k) sobald der Wert der mindestens einen Betriebszustandsvariablen um mehr als eine vorgegebene Toleranz von dem jeweils zugehörigen Sollwert abweicht, wird eine Lastregelungsphase gestartet.
6. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet;, dass in der Lastregelungsphase mindestens ein die mindestens eine Betriebszustamdsvariable, welche um mehr als die vorgegebene Toleranz von ihrem Sollwert abweicht, beein- flussendes Verbraucherelement r (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 42O, 432, 438) mit r G {1, ..., n} mit einer von ihrem regulären Leistungslevel p^g abweichenden Leistung betrieben wird, solange, bis die mindestens eine Betriebszustandsvariable wieder einen um nicht mehr als die vorgegebene Toleranz von ihrem Sollwert ab¬ weichenden Wert annimmt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Verfahrensschritt c) jedem Verbraucherelement (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33;
418, 420, 432, 438) eine Priorität zugeordnet wird und dass die Bestimmung der op¬ timalen Kombination der Leistungslevels pij(B) unter Berücksichtigung der Prioritä¬ ten der Verbraucherelemente (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) er¬ folgt.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Spül— flüssigkeit, insbesondere Wasser in mindestens einem Wassertank (13, 17, 21; 416, 426) und/oder Wasserkreislauf, aufheizenden Heizelementen (14, 18, 22; 418, 432) eine höhere Priorität zugeordnet wird als sonstigen Verbrauchern.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Betriebszustände B charakterisiert sind durch eine Betriebsphasenvariable F und/oder eine Mehrzahl von Betriebszustandsvariablen,
- wobei die Betriebsphasenvariable F mindestens drei diskrete Werte F1, F2, F3 an- nehmen kann,
- wobei F1 eine Startphase des Betriebes der Spülmaschine (110; 410) bezeichnet,
- wobei F2 eine Einschaltphase des Betriebes der Spülmaschine (110; 410) bezeich¬ net, und
- wobei F3 eine Lastregelungsphase des Betriebes der Spülmaschine (110; 410) be- zeichnet.
10. Vorrichtung zum energiesparenden Betrieb einer Spülmaschine (110; 410), insbe¬ sondere zum Spülen von Geschirr (9; 414) oder medizinischen Geräten, wobei die Spülmaschine (110; 410) eine Gesamtanzahl N > 2 von elektrischen Verbraucher- elementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) aufweist, mit: a) Mitteln (310) zum Zuweisen einer maximalen elektrischen Gesamtleistung pmax an eine Gruppe von n elektrischen Verbraucherelementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438); b) Mitteln (310, 332, 334, 336, 338, 340; 452, 454, 456, 458) zum Zuweisen einer endlichen Anzahl m; diskreter elektrischer Leistungslevel py an jedes elektrische
Verbraucherelement i der Gruppe von n elektrischen Verbraucherelementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438), wobei für jedes i ein maximaler Leistungslevel pimax existiert mit pij < pimax, wobei die Summe aller maximalen Leistungslevel pimax eine ungünstigste Gesamt- n leistung pWOISt = ∑p^ bildet mit pmax < pworst, und i=l wobei für jedes i ein regulärer Leistungslevel pireg existiert, wobei 0 < pireg < pimax n für alle i, j und wobei ]T p^ = pπ max ' i=l c) Mitteln (310) zum Auswählen einer optimalen Kombination von Leistungslevels Py(B), abhängig von einem Betriebszustand B der Spülmaschine (110; 410),
- wobei für jedes i das gewählte Leistungslevel pij(B) dem Leistungsbedarf des Verbraucherelements i (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) im Be- triebszustand B angepasst ist, und π
- wobei gilt: 2]pij (B) ≤ pmax , für alle Betriebszustände B; und i=l d) Mitteln (310, 322, 324, 326, 328, 330, 332, 334, 336, 338, 340; 444, 446, 448, 450, 452, 454, 456, 458) zum Einstellen der elektrischen Leistung jedes Verbrauchers i (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) der Gruppe von n elektrischen Verbraucherelementen (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) auf das jeweilige Leistungslevel pij(B).
11. Vorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch mit zusätzlich: e) Mitteln (310) zum Starten der Spülmaschine (110; 410), wodurch eine Startphase gestartet wird; f) Mitteln (318, 320) zum Erfassen mindestens einer Temperatur mindestens einer Spülflüssigkeit, insbesondere eine Temperatur von Wasser in mindestens einem Wassertank (13, 17, 21; 416, 430) und/oder Wasserkreislauf; g) mindestens einem die mindestens eine Spülflüssigkeit aufheizenden Heizelement (14, 18, 22, 26; 418, 432), welches das Verbraucherelement 1 (14, 15, 18, 19, 22,
23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) mit 1 e {1, ..., n} bildet, sowie Mitteln (322, 324, 326, 328; 448, 450) zum Betreiben des mindestens einen Heizelements (14, 18, 22, 26; 418, 432) mit dem diesem Heizelement zugeordneten maximalen Leistungsle¬ vel plmax, sowie Mitteln (322, 324, 326, 328, 330; 444, 446, 448, 450) zum Betrei- ben mindestens eines von dem mindestens einen Heizelement verschiedenen
Verbraucherelements q (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) mit q <≡ {1, ..., n} und q ≠ 1 mit einer niedrigeren Leistung als dem diesem Verbraucher¬ element q (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) zugeordneten regulä¬ ren Leistungslevel pqreg; und h) Mitteln (310) zum Starten einer Einschaltphase, sobald die mindestens eine Tempe¬ ratur der mindestens einen Spülflüssigkeit einen vorgegebenen Sollwert erreicht oder überschritten hat,
- wobei die Leistung aller Verbraucherelemente i (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) auf die jeweils zugeordneten regulären Leistungslevel p^g gesetzt wird.
12. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch mit zusätzlich: i) Mitteln (318) zum Erfassen mindestens einer Betriebszustandsvariablen; 1) Mitteln (310) zum Zuweisen je eines Sollwertes an mindestens eine Betriebszu- standsvariable; und m) Mitteln (310) zum Starten einer Lastregelungsphase, sobald der Wert der mindes¬ tens einen Betriebszustandsvariablen um mehr als eine vorgegebene Toleranz von dem jeweils zugehörigen Sollwert abweicht.
13. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch mit zusätzlich Mitteln (322, 324, 326, 328, 330; 444, 446, 448, 450) zum Betreiben mindestens eines die mindestens eine Betriebszustandsvariable, welche um mehr als die vorgegebene Toleranz von ih¬ rem Sollwert abweicht, beeinflussenden Verbraucherelements r (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) mit r e {1, ..., n} mit einer von ihrem regulären Leis¬ tungslevel prreg abweichenden Leistung in der Lastregelungsphase, solange, bis die mindestens eine Betriebszustandsvariable wieder einen um nicht mehr als die vorge¬ gebene Toleranz von ihrem Sollwert abweichenden Wert annimmt.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Mittel c) (310) zum Auswählen einer optimalen Kombination von Leistungslevels Pij(B), abhängig von einem Betriebszustand B der Spülmaschine (110; 410), Mittel (310) zum Zuordnen einer Priorität an jedes Verbraucherelement (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) aufweisen, wobei die Bestim- mung der optimalen Kombination der Leistungslevels pij(B) unter Berücksichtigung der Prioritäten der Verbraucherelemente (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) erfolgt.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die die Spülmaschine eine Mehrtankspülmaschine (110) ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Mittel b) (310, 332, 334, 336, 338, 340; 452, 454, 456, 458) zum Zuweisen einer endlichen Anzahl mi diskreter elektrischer Leistungslevel pij an jedes elektrische Verbraucherelement (14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 33; 418, 420, 432, 438) und/oder die Mittel c) (310) zum Auswählen einer optimalen Kombination von
Leistungslevels pij (B), abhängig von einem Betriebszustand B der Spülmaschine (110; 410), eine Lookup-Table (314) und/oder eine elektronische Tabelle aufweisen.
17. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer (310) oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird.
18. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln gemäß dem vorhergehenden An¬ spruch, die auf einem computerlesbaren Datenträger (314) gespeichert sind.
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