EP2931109B2 - Spülmaschine zum betrieb in unterschiedlichen spannungsnetzen - Google Patents

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EP2931109B2
EP2931109B2 EP13817662.3A EP13817662A EP2931109B2 EP 2931109 B2 EP2931109 B2 EP 2931109B2 EP 13817662 A EP13817662 A EP 13817662A EP 2931109 B2 EP2931109 B2 EP 2931109B2
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EP
European Patent Office
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dishwasher
low
voltage
power
load elements
Prior art date
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EP13817662.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2931109A1 (de
EP2931109B1 (de
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Andreas Fischer
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Winterhalter Gastronom GmbH
Original Assignee
Winterhalter Gastronom GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
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    • A47L15/0018—Controlling processes, i.e. processes to control the operation of the machine characterised by the purpose or target of the control
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    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A47L15/46—Devices for the automatic control of the different phases of cleaning ; Controlling devices
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    • A47L15/0076—Washing or rinsing machines for crockery or tableware of non-domestic use type, e.g. commercial dishwashers for bars, hotels, restaurants, canteens or hospitals
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    • A47L2401/00—Automatic detection in controlling methods of washing or rinsing machines for crockery or tableware, e.g. information provided by sensors entered into controlling devices
    • A47L2401/12—Water temperature
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    • A47L2501/06—Water heaters
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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
    • A47L2501/36—Other output

Definitions

  • the invention relates to a dishwasher designed for commercial use, in particular a (basket) pass-through dishwasher that can be operated in different low-voltage networks.
  • the invention also relates to a method for saving energy in the standby mode of a dishwasher.
  • Dishwashers designed for commercial use hereinafter referred to as commercial dishwashers, are characterized, without limiting the general public, by the fact that they are structurally designed for almost continuous operation, which places particularly high demands on pumps and high-performance electrical components such as relays and contactors, which cost millions of cycles should function without failure.
  • a rinsing cycle (rinse cycle) of a commercial dishwasher usually only lasts a very short time (typically just a few minutes) and only requires small amounts of fresh water (typically only a few liters).
  • the water used to rinse the items to be washed is heated electrically using radiators in a rinse water tank and in a dishwasher boiler. Tubular heaters are often used.
  • the tubular heater can be considered in principle as a resistance R that converts electrical energy into heat
  • I U R the current I through the tubular heater can be calculated, which must be protected accordingly.
  • the power delivered by the tubular heater changes quadratically and the current changes linearly with the voltage if the resistance of the heater remains constant.
  • the low-voltage networks with three phases are designed as a delta network (three phases without neutral conductor) or star network (three phases with neutral conductor).
  • radiators and pumps adapted to the type of network, mains voltage and fuse are usually installed in the dishwashers, with several radiators often being installed in the dishwasher Dishwasher can be combined with each other.
  • the different radiators and pumps in combination with different network types, network voltages and fuses lead to a changed structure of the entire power electrical circuitry.
  • radiators and pumps and their combinations as well as the various power electrical circuits for the individual low-voltage networks results in a high variance in dishwashers.
  • the storage of radiators and other power electronic components is extensive, the ordering and spare parts system for the machines is complicated and therefore prone to errors, and the maintenance of the dishwashers is correspondingly complex.
  • the fresh water in the boiler must be heated from tap water temperature (approx. 5°C-25 °C) to approx. 80-85 °C in a very short time (e.g. less than 2 minutes).
  • the water in the boiler is heated electrically via one or more heaters with an output of up to 12 kW.
  • the rinsing water tank is heated in parallel to the boiler in order to keep the tank temperature of the dishwasher at approx. 62 °C. Significant amounts of energy are removed from the tank, particularly when washing cold dishes. In a pass-through dishwasher for commercial use, the output of the tank heater is typically up to 5 kW.
  • the water temperature in the boiler and in the flushing water tank is kept as constant as possible at the desired temperatures, which means that the radiators of the boiler and the flushing water tank are supplied with power even during times when no flushing cycle is active (standby mode), and accordingly increase the energy consumption of the dishwasher.
  • US 4,561,904 discloses a system and method for controlling a push-through dishwasher, which consists of a series of several work stations and washes, rinses, dries, etc. the items to be washed.
  • a sensor at the entrance to the first work station detects the items to be washed on the conveyor belt of the dishwasher and the forward movement of the conveyor belt also monitored to guide the items to be washed through the dishwasher.
  • WO 2006/034760 A1 relates to the energy-saving operation of dishwashers and proposes a method and a device in which a group of electrical consumer elements of a dishwasher is assigned a maximum total electrical power. Furthermore, each electrical consumer element of this group is assigned at least two power levels. In a requirement determination step, an optimal combination of power levels is then selected depending on an operating state B of the dishwasher, whereby for each consumer element the selected power level is adapted to the power requirement of the consumer element in operating state B and whereby the total power of all consumer elements does not exceed the maximum total electrical power. Furthermore, the operation of the dishwasher can be divided into three phases, a start-up phase, a switch-on phase and a load control phase.
  • One object of the invention is to improve a dishwasher so that it can be operated in different low-voltage networks without any adjustment.
  • a further object of the invention is to provide a dishwasher that can be operated in an energy-saving manner. It is also desirable that even when the dishwasher is operated in an energy-saving manner, the dishwasher can carry out a cleaning cycle in the shortest possible time and enables the items to be washed to be cleaned hygienically.
  • the invention discloses a (commercial) dishwasher according to claim 1, which automatically recognizes the on-site low-voltage network to which it is connected and, based on the recognized low-voltage network, optimally distributes the available power of the on-site low-voltage network (optionally taking a safety reserve into account) to individual electrical consumer elements of the dishwasher.
  • a power controller is provided in the dishwasher, which controls the distribution of the power from the low-voltage network.
  • the power controller comprises a switching unit, which connects the individual phases of the low-voltage network to the electrical consumer elements depending on the recognized low-voltage network.
  • the consumer elements can be switched on and off dynamically, for example depending on the electrical consumer elements of the dishwasher required in the respective process step of the washing cycle.
  • the (commercial) dishwasher can optionally enable energy-saving operation.
  • the dishwasher monitors the water temperatures in a tank or boiler of the dishwasher in standby mode and ensures that a a certain temperature that is as low as possible is not exceeded. This temperature is chosen so that when a rinsing cycle starts (ie the rinsing operation is started and a rinsing cycle is run through), the water in one Rinsing cycle with the desired (target) temperature, at the desired time and optionally (depending on the embodiment) also in the desired quantity can be provided in order to enable hygienic rinsing operation.
  • the fresh water temperature for rinsing the items to be washed in the boiler and/or the rinse water temperature in the dishwasher tank can be monitored. According to the measured temperature, the dishwasher activates and deactivates the heating of the boiler and/or tank.
  • a dishwasher in particular a pass-through dishwasher, is designed to operate in different
  • Voltage networks proposed, which includes several electrical consumer elements, a power controller, and a network input terminal with several conductors for connecting the power controller to the conductors of the on-site low-voltage network, with one phase or several phases, in particular three phases.
  • the power controller is able to recognize the type of low-voltage network based on the single- or multi-phase network voltage of the low-voltage network supplied to the power controller.
  • the power plate comprises a switching unit which electrically connects the conductors of the mains input terminal with groups of consumer elements depending on the recognized type of low-voltage network. Each group includes at least one consumer element or several consumer elements connected in parallel, and at least one switch for controlling the power supply to the consumer elements of the respective group.
  • the switching unit can have a single-stage, two-stage or multi-stage design.
  • a separate switch is provided for each electrical consumer element of each group.
  • the power controller can be designed as a power electronics printed circuit board (PCB). It is also possible for the mains input terminal of the dishwasher to form part of the power controller.
  • the mains input terminal and/or the connections of all consumer elements of the dishwasher can be designed, for example, as a detachable connecting element, in particular as a plug.
  • the dishwasher also comprises a measuring unit for determining the number of phases of the voltage network; and a processor unit for recognizing the type of voltage network based on the determined number of phases.
  • the measuring unit can, for example, be designed to determine the relative (phase) position of the phases and/or the mains voltage of the low-voltage network.
  • the processor unit can, for example, be adapted to recognize the type of voltage network based on the determined number of phases and the relative phase position and/or the mains voltage. Which parameters are required to recognize the type of low-voltage network depends, among other things, on which low-voltage networks the dishwasher is to be used in and which differences exist between these low-voltage networks in terms of voltage, number of phases and relative phase position.
  • the processor unit is able to switch the switches of the switching unit and the groups of electrical consumer elements in such a way that the total current supplied to the electrical consumer elements does not exceed the protection of the low-voltage network, optionally taking into account a safety reserve.
  • the power supply to each consumer element in at least one of the groups of electrical consumer elements can be controlled individually by the processor unit using a switch.
  • the processor unit can use the switches of the groups of electrical consumer elements to switch the power supply to the electrical consumer elements depending on the respective process step of a washing cycle of the dishwasher.
  • the processor unit of the dishwasher is adapted to read out the protection of the low-voltage network from a memory of the line controller or the dishwasher or from a coding circuit manually coded according to the protection.
  • the power controller comprises a memory that stores configuration information.
  • This configuration information can, for example, indicate how the processor unit, depending on the detected (type of) low-voltage network and its protection, must cause the controller unit to switch the switches of the switching unit and the individual groups of electrical consumer elements so that the power of the low-voltage network is distributed to the electrical consumer elements of the dishwasher in such a way that the total current does not exceed the protection of the low-voltage network, optionally taking into account a safety reserve.
  • the resistance values of the individual electrical consumer elements of the dishwasher can also be stored in the configuration information of the memory. It is also possible for the processor unit to display the configuration information for the respective low-voltage network and its protection reads the memory and switches the switches of the switching unit based on the read configuration information.
  • the processor unit can optionally read the voltage of the low-voltage network from a memory of the line controller or the dishwasher, for example if this can or must be entered by the user.
  • the switching unit is able to switchably connect each phase of the mains voltage to a group of electrical consumer elements.
  • this connection can look like this: If the detected low-voltage network is only a single-phase network, all consumer elements are controlled with this one phase. In a delta network with three phases, the three phases are connected to a respective group (or groups) of electrical consumer elements. In a three-phase low-voltage network with a neutral conductor, the three phases and the neutral conductor are connected to a respective group (or groups) of electrical consumer elements.
  • the power controller can, for example, have switches to connect each phase of the mains voltage to a group of electrical consumer elements.
  • the switches can also be designed as short-circuit switches or bridges to short-circuit the conductors of the mains input terminal of the dishwasher in accordance with the detected low-voltage network and thus supply the individual phases to the consumer elements by means of the individual (possibly short-circuited) conductors.
  • the processor unit is able to switch these switches depending on the detected type of low-voltage network in order to short-circuit individual conductors of the mains input terminal to one another and/or to connect them to the groups of consumer elements.
  • the switches do not necessarily have to be provided in the dishwasher as part of the power controller, but corresponding switches or bridges can alternatively be switched or set manually, e.g. when installing the dishwasher, according to the existing low-voltage network.
  • the power controller for the consumer elements comprises several power regulators. These can be designed as pulse width modulators, for example.
  • the power regulators serve to reduce the (electrical) power to be delivered to the consumer elements. Each power regulator supplies the reduced power to one electrical consumer element (or optionally several).
  • the dishwasher can also comprise a control unit that communicates with the processor unit of the power controller via a data bus.
  • the processor unit receives control signals for the electrical consumer elements of the dishwasher from the control unit and controls the supply of power to the respective consumer elements in accordance with the control signals.
  • the functionality of the control unit can also be implemented in the processor unit of the power controller itself. If the power controller and the control unit are implemented on different electronic printed circuit boards (PCBs), it is advantageous to provide corresponding plug connections on the electronic printed circuit boards in order to be able to couple them using a data cable and thus enable communication between the control unit and the processor unit (power controller).
  • PCBs electronic printed circuit boards
  • a further embodiment of the invention relates to a pass-through dishwasher that includes a boiler with a boiler heater for heating fresh water and a temperature sensor for determining the temperature of the fresh water in the boiler.
  • the boiler provides fresh water for rinsing the items to be washed in a rinsing cycle.
  • the pass-through dishwasher also has a power controller for detecting the low-voltage network to which the pass-through dishwasher is connected, as well as a temperature control unit for continuously monitoring the fresh water temperature in the boiler using the temperature sensor while the pass-through dishwasher is in standby mode.
  • the temperature control unit also controls the power supply to the boiler heater when the pass-through dishwasher is in standby mode, so that the water temperature in the boiler does not fall below a respective predetermined minimum boiler temperature.
  • the respective predetermined minimum boiler temperature is calculated depending on the performance of the detected low-voltage network in such a way that in a rinsing cycle the fresh water for rinsing is made available by the boiler in the desired quantity, at the desired temperature and at the desired time in the rinsing cycle in order to achieve a to enable hygienic rinsing operation.
  • the temperature control unit corresponds, for example, to the control unit or the processor unit of the power controller of the dishwasher described above.
  • the pass-through dishwasher also comprises a rinsing water tank with a tank heater for heating the rinsing water and a temperature sensor for determining the temperature of the rinsing water in the rinsing water tank, as well as a circulation pump for circulating the rinsing water in the rinsing water tank during the rinsing cycle in order to clean the dishes.
  • the temperature control unit also continuously monitors the rinsing water temperature in the rinsing water tank with the aid of the temperature sensor in the standby mode of the pass-through dishwasher, and controls the power supply to the tank heater in the standby mode of the pass-through dishwasher. such that the flushing water temperature in the flushing water tank does not fall below a respective predetermined minimum tank temperature, whereby the predetermined minimum tank temperature depends on the power of the detected low-voltage network.
  • the respective specified minimum tank temperature can be selected depending on the power of the detected low-voltage network so that the rinsing water is made available from the water tank in the rinsing cycle at the desired temperature and at the desired time.
  • the temperature control unit can, for example, prioritize the boiler heater when supplying power over the tank heater in order to ensure that in a rinsing cycle the fresh water for rinsing is delivered from the boiler in the desired quantity, at the desired temperature and at the desired time in the rinsing cycle is provided to ensure hygienic dishwashing operations. In such a case, it may happen that there is not enough "residual power" available to prevent the flushing water temperature from falling below the specified tank temperature.
  • the tank heater over the boiler heater when it comes to power supply in order to ensure that the rinse water from the rinse water tank is made available in a rinse cycle at the desired temperature and at the desired time in the rinse cycle for rinsing the items to be washed to ensure hygienic dishwashing operations.
  • the respective specified minimum temperature of the boiler or water tank can depend on various factors/parameters.
  • the respective predetermined minimum temperature of the boiler or the water tank (in addition) can depend on at least one of the following parameters: the maximum power that can be supplied to the boiler heater or the tank heater from the detected low-voltage network, the respective amounts of water from the boiler or water tank that are required in a rinsing cycle, the desired temperatures of the respective amounts of water from the boiler, or water tank that are required in the rinsing cycle, and the point in time in the rinsing cycle at which the respective amounts of water from the boiler or water tank should be available at the desired temperatures.
  • a further embodiment of the invention relates to a method for saving energy in a pass-through dishwasher.
  • the low-voltage network to which the pass-through dishwasher is connected is detected and the fresh water temperature in a boiler of the dishwasher is continuously monitored while the pass-through dishwasher is in standby mode.
  • the boiler is equipped with a boiler heater for heating fresh water.
  • the power supply to the boiler heater when the pass-through dishwasher is in standby mode is controlled so that the fresh water temperature in the boiler does not fall below a specified minimum boiler temperature.
  • the respective predetermined minimum boiler temperature is selected depending on the performance of the detected low-voltage network so that in a rinsing cycle the fresh water is made available by the boiler in the desired quantity, at the desired temperature and at the desired time in the rinsing cycle in order to ensure hygienic rinsing operation to enable.
  • the method can further comprise continuously monitoring the rinse water temperature in a rinse water tank of the pass-through dishwasher, wherein it is further assumed that the rinse water tank comprises a tank heater for heating the rinse water.
  • the power supply to the tank heater is controlled in the standby mode of the pass-through dishwasher such that the rinse water temperature in the rinse water tank does not fall below a respective predetermined minimum tank temperature, wherein the predetermined minimum tank temperature depends on the power of the detected low-voltage network.
  • the respective predetermined minimum tank temperature can optionally be selected depending on the power of the detected low-voltage network so that the rinsing water is made available from the water tank in the rinsing cycle at the desired temperature and at the desired time.
  • the boiler heater in terms of power supply over the tank heater in order to ensure that in a rinsing cycle the fresh water for rinsing is made available by the boiler in the desired amount, at the desired temperature and at the desired time in the rinsing cycle, so that hygienic rinsing is ensured.
  • the tank heater can also be prioritized in terms of power supply over the boiler heater in order to ensure that in a rinsing cycle the rinsing water of the rinsing water tank is made available by the rinsing water tank for rinsing the items to be washed at the desired temperature and at the desired time in the rinsing cycle, so that hygienic rinsing is ensured.
  • Another embodiment of the invention is a computer-readable medium that stores instructions that, when executed by a processor unit of a pass-through dishwasher, cause the pass-through dishwasher to perform the steps of the method for energy conservation in a pass-through dishwasher according to one of the various described embodiments.
  • One aspect of the invention relates to the design of a dishwasher, particularly for commercial use, which can be operated in different low-voltage networks.
  • the dishwasher is designed in such a way that, despite the possibility of operating the dishwasher in different low-voltage networks, there are ideally no differences in the structure of the dishwasher, especially with regard to the (number of) installed radiators, pumps and power electronic components, such as the power controller.
  • the dishwasher according to this aspect of the invention is able to independently recognize the on-site low-voltage network to which it is connected and, based on the recognized low-voltage network, to optimally distribute the available power of the on-site low-voltage network (optionally taking a safety reserve into account) to individual electrical consumer elements the dishwasher. This makes it possible to effectively use the maximum power of the low-voltage network detected.
  • the dishwasher includes a power controller that controls the distribution of the power from the low-voltage network.
  • the power controller can include a switching unit which, depending on the low-voltage network detected, interconnects the individual phases of the low-voltage network with the electrical consumer elements.
  • the switching unit can, as will be explained in more detail below, be designed in one or more stages.
  • the electrical consumer elements that are taken into account according to the invention are not necessarily all of the electrical consumer elements of the dishwasher, but for example only those that can consume significant power.
  • these are electrical consumer elements that cause a current flow in the three-digit mA range or more, such as circulating pumps or radiators, or their heating coils for boilers or rinsing water tanks.
  • Electrical consumer elements that consume only a small amount of power, e.g. in the two-digit mA range or less do not have to be taken into account, but can be taken into account as a general rule (e.g. through a power reserve).
  • Electrical consumer elements that only have very little current flowing through them are, for example, solenoid valves for supplying fresh water or pumps for the rinsing chemicals, the power consumption of the power controller itself or the control electronics, etc.
  • the power controller can be designed as a power electronic printed circuit board (PCB).
  • the semiconductor-based power controller is designed on a power electronic circuit board, i.e. it essentially comprises power semiconductor components, such as power diodes, thyristors, triacs, power MOSFETs and/or IGTB components, which are able to handle the required currents occurring in a low-voltage network and switching voltages.
  • power semiconductor components such as power diodes, thyristors, triacs, power MOSFETs and/or IGTB components, which are able to handle the required currents occurring in a low-voltage network and switching voltages.
  • the use of power semiconductors in the power controller multiplies the number of switching cycles, which significantly improves the service life.
  • the dishwasher comprises a measuring unit and a processor unit according to one embodiment.
  • the measuring unit determines the number of phases of the on-site low-voltage network and optionally their (relative) phase position to one another and/or the voltage of the on-site low-voltage network.
  • the processor unit determines which type of low-voltage network the dishwasher is connected to and configures the switching unit of the power controller in such a way that the individual phases of the detected low-voltage network are charged in such a way that they can supply corresponding electrical consumer elements with power.
  • the individual conductors of the mains connection can also be protected with a fuse.
  • individual information about the on-site low-voltage network can be configured manually, e.g. when installing the dishwasher.
  • the voltage of the low-voltage network and/or the on-site protection of the low-voltage network could also be configured manually.
  • individual parameters of the low-voltage network can also be permanently configured/specified.
  • the configuration information can, for example, be stored in a data memory of the power controller of the dishwasher, which the processor unit can access for reading and optionally also writing purposes.
  • the power supply to each electrical consumer element can be individually controlled by the processor unit using a switch.
  • Each phase of the on-site low-voltage network is advantageously connected to a group consisting of several electrical consumer elements, although the individual consumer elements can be supplied with power individually using the associated switch. It is also advantageously ensured that the total current that is supplied to the electrical consumer elements depending on the respective process step of the rinsing cycle does not exceed the protection of the low-voltage network, optionally taking into account a safety reserve.
  • the electrical consumer elements of a pass-through dishwasher according to the invention which are supplied by the power controller with power from the on-site low-voltage network, include the heating coils of the radiators for the rinse water tank and the boiler, as well as a circulation pump for circulating the rinse water in the rinse water tank.
  • the circulation pump motor can also be controlled by a frequency converter.
  • additional electrical consumer elements can be provided in the pass-through dishwasher, which can also be supplied with power by the power controller. These can be, for example, solenoid valves, metering pumps for the rinsing chemicals, a pump for supplying fresh water from the boiler and/or a pump for pumping out rinsing water.
  • these elements consume little power compared to the radiators of the boiler or the flushing water tank and the circulation pump. It is therefore possible that these elements of the dishwasher, which only consume a small amount of power, are already taken into account as a general rule with a safety margin and therefore do not have to be explicitly taken into account by the power controller when distributing the power from the detected low-voltage network. Of course, it is also possible to take consumer elements with low power consumption into account in the distribution of the connected load of the low-voltage network; This primarily only increases the complexity of the power distribution.
  • a pass-through dishwasher according to an exemplary embodiment of the invention is in Fig. 1 shown.
  • Fig. 2 shows a functional structure of the pass-through dishwasher Fig. 1 .
  • the exemplary push-through dishwasher includes a washing compartment in its upper area, which is formed on the one hand by the rear wall and the rinsing water tank of the push-through dishwasher and on the other hand by the hood of the push-through dishwasher, which can be opened in an exemplary manner upwards.
  • the washing compartment serves to hold the items to be cleaned.
  • the items to be washed are cleaned by circulating the wash water in the wash water tank, which is located in the lower area of the wash compartment, as in Fig. 2 can be recognized.
  • the rinsing water tank has a radiator for heating the rinsing water and can typically hold a quantity of rinsing water of approx. 15 to 45 liters.
  • the dishwasher includes a rotatable rinsing arm, which is rotatably arranged in the lower area of the washing compartment, underneath the items to be cleaned. Additionally or alternatively, a rinsing arm can also be provided above the items to be washed, as exemplified in Fig. 2 shown.
  • the rinsing water is pumped into the rinsing arm (or rinsing arms) and cleans the items to be washed.
  • the rinsing arm can be used to rinse the items to be washed with heated clean water supplied from the boiler after the circulation phase in the rinsing cycle and at the same time to supply fresh water to the rinsing water in the tank.
  • a separate rinse arm can also be provided for this purpose.
  • Appropriate pumps (motors) for supplying the rinsing water or fresh water via the rinsing arm (or rinsing arm, if available), supplying the cleaning agent and for removing contaminated rinsing water are also provided, but in Fig. 2 only hinted at.
  • control electronics control unit
  • the power plate In a lower area of the push-through dishwasher are the control electronics (control unit) of the push-through dishwasher and the power plate, which will be discussed in more detail below, as well as the already mentioned circulation pump and the boiler.
  • the capacity of the boiler can, for example, correspond to the amount of fresh water required for rinsing. However, it is also possible that the boiler holds more fresh water than necessary for rinsing. In this way, the amount of rinsing can be adjusted to higher and lower values to suit the items to be washed.
  • Other conventional elements of the push-through dishwasher are not shown, such as the fresh water supply and rinse water drain, the heating of the rinse water tank and the boiler, a frequency converter for controlling the pumps or the mains connection of the on-site low-voltage network.
  • the control unit and the power controller can be implemented on different electronic printed circuit boards (PCBs) and connected to one another via a data cable. However, it is also possible to design the control unit and the power controller in an electronic printed circuit
  • a rinsing cycle of the pass-through dishwasher only lasts a few minutes, e.g. 1, 2, 3, 4 or 5 minutes, and only a few liters of fresh water are required (e.g. 2 to 5 liters per rinsing cycle).
  • the individual process steps of the rinsing cycle of the pass-through dishwasher include, for example, the so-called circulation time (circulation phase), in which the circulation pump of the dishwasher cleans the dishes by circulating the lye in the rinsing water tank, and a post-rinse phase, in which the cleaned dishes are rinsed with fresh water.
  • Additional phases can optionally be provided between the circulation time and the post-rinse phase.
  • a drip break can optionally be provided between the circulation time and the post-rinse phase.
  • another drip break and/or drying phase in which the dishes are dried, can also be provided before the rinsing cycle ends.
  • the invention is not limited to these exemplary processes in a rinsing cycle.
  • the dishwasher according to the invention should enable the hygienic cleaning of the dishes.
  • the water must have a temperature that ensures the hygienic cleaning of the dishes.
  • the dishes must either be rinsed with 2 to 5 liters of fresh water and/or the dishes must be cleaned by circulating them at correspondingly high temperatures.
  • the fresh water should therefore have a temperature of 60 °C to 90 °C, advantageously 80 °C to 85 °C.
  • the fresh water is heated to 85 °C for rinsing.
  • the dishes are cleaned for a certain time with rinsing water in the temperature range between 55 °C and 70 °C, advantageously between 60 °C and 65 °C.
  • the dishes are to be washed in the circulation phase with water at a temperature of 62 °C.
  • a hygienic washing result can also be influenced by the duration of the wash cycle and the final rinse, by the temperatures of the wash water in the circulation phase and the fresh water in the final rinse phase, and by the washing chemicals. With particularly long washing times or when using special washing chemicals, the temperatures of the wash water and fresh water can deviate from the typical temperatures listed above as examples, and in particular can be lower.
  • the electrical heating elements or, where applicable, their individually controllable heating coils
  • the rinsing water tank, as well as the circulation pump represent the main power consumers in the dishwasher.
  • These electrical consumer elements generally have a power consumption in the kW range, while other electrical consumers, such as electrically operated metering pumps and solenoid valves, the power controller, the control electronics, electrical operating elements or a display, etc. only require currents in the single-digit or double-digit mA range and thus only contribute insignificantly to energy consumption.
  • the following exemplary embodiments primarily refer to the electrical heating elements (or, where applicable, their individually controllable heating coils) of the boiler and the rinsing water tank, as well as the circulation pump of the pass-through dishwasher, while the other electrical consumer elements do not have to be taken into account separately in the power distribution by the power controller or are taken into account by including a flat-rate power reserve in the distribution of power by the power controller.
  • radiators The water in the boiler or the flushing water tank is heated electrically via radiators.
  • a tubular heater can be used as a radiator.
  • a radiator has several heating coils (e.g. 2, 3 or 4), which can have different or identical heating cables.
  • a three-coil radiator is used for the boiler and/or flushing water tank, which covers the entire mains voltage range worldwide.
  • the radiator for the boiler and/or flushing water tank can also be designed as four-coiled.
  • a radiator for example, can have a total heating output of up to 18 kW, although higher or lower heating outputs can also be used.
  • the individual heating coils of the radiator can be controlled individually by the power controller.
  • Each coil of the radiator can have a different resistance and therefore delivers different power with the same mains voltage. If the heating coils can be switched individually, this results in a variety of heating outputs that can be adjusted using the control panel.
  • different heating lines can be switched on by the power controller. This also takes into account how the switching unit distributes the groups of consumer elements to the individual phases of the network connection.
  • radiators it is possible to connect the radiators to the power controller using plugs (and possibly cables). Plugging the radiators onto the power controller simplifies and speeds up the assembly process compared to screwing them to the contactors.
  • the power controller can optionally also enable the electrical power to be distributed between the boiler and the flushing water tank, or between the boiler heating elements, using half-wave control.
  • the heating power in the flushing water tank and boiler can therefore be adjusted very precisely, which enables the temperatures in the flushing water tank and boiler to be precisely controlled.
  • the individual consumer elements can also be controlled using pulse width modulation to control their power consumption.
  • the control unit of the pass-through dishwasher can, for example, use a bus to transmit to the power controller which heating coil is switched on and how the power is distributed between the individual heating coils (half-wave control).
  • the software of the processor unit, e.g. a microcontroller, of the power controller controls the power semiconductors and ensures, for example, that they switch at zero voltage and that switching between different heating coils takes place with as little flicker as possible.
  • Fig.3 shows a power controller according to an embodiment of the invention, which controls the supply of power from the low-voltage network to a boiler heater with four heating coils, a washing tank heater with one heating coil and to a circulation pump.
  • the power supply to the circulation pump UP can optionally be interrupted with a safety relay 305, e.g. to prevent the pump from circulating the washing water when the hood/door of the dishwasher is opened.
  • the power controller 300 of the dishwasher has a mains input terminal 301, which is designed as a plug connector and is connected to the on-site network.
  • the mains input terminal 301 is designed as a 4-pin plug and accordingly four conductors are fed to the configuration switching unit 302.
  • the conductors are designated L1, L2, L3 and N, where N is the neutral conductor and up to three phases of the low-voltage network are connected to the conductors L1, L2, L3.
  • N is the neutral conductor and up to three phases of the low-voltage network are connected to the conductors L1, L2, L3.
  • PE Protected Earth
  • a measuring device 303 is in Fig.3 connected to conductors L1, L2, L3 and N in front of the configuration switching unit 302.
  • the measuring device 303 measures for each of the three conductors L1, L2, L3 whether a phase of the on-site low-voltage network is connected to it and, if so, the phase difference between the individual conductors. Furthermore, the measuring device 303 can also record the voltage applied to the respective conductors L1, L2, L3. Using these measured variables, the processor unit 307 can determine which type of low-voltage network has been connected to the network input terminal.
  • the processor unit 307 can thus differentiate between single-phase and three-phase low-voltage networks, recognize the voltage of the low-voltage network and, based on the phase differences, recognize whether it is a three-phase star network (with neutral conductor) or a delta network (without neutral conductor).
  • the one phase of the network connection 301 can only be connected to one of the conductors L1, L2, L3 (e.g. conductor L1).
  • the measuring device 303 recognizes the single-phase on-site low-voltage network because only one of the conductors (e.g. L1) has an alternating voltage. If the processor unit 307 recognizes a single-phase low-voltage network based on the measurement results of the measuring device 303, it causes the configuration switching unit 302 to connect all groups of consumer elements to the one phase.
  • the dishwasher can be a star network (L1, L2, L3 and N connected) or a delta network (L1, L2 and L3 connected).
  • the measuring unit compares the phase positions of the star voltages U L1-N , U L2-N and U L3-N with each other. If the neutral conductor is not connected, it runs synchronously with one of the phases L1, L2 or L3 via a circuit in the measuring unit 303.
  • the measuring unit 303 uses the phase position to calculate whether it is a delta network or a star network.
  • the configuration switching unit 302 can also be implemented "manually".
  • processor-controlled configuration switches (short-circuit) terminals are used manually when installing the dishwasher in order to achieve the necessary connection of the conductors L1, L2, L3 and N according to the network type.
  • the conductors L1, L2 and L3 are short-circuited using short-circuit terminals or bridges so that the same phase is present on all three conductors of the network connection.
  • the conductors L1, L2, L3 and N are connected using short-circuit terminals or bridges so that the (groups of) consumer elements are connected as shown in Fig.6 shown are connected to the phases, ie the neutral conductor (not present on site) is not used.
  • the plug of the connection cable already correctly transfers the individual phases to the power connection terminal of the dishwasher.
  • the measuring device 303 can only be connected to the individual conductors L1, L2, L3 and N after these. Accordingly, in this case, the set bridges must be taken into account by the measuring device 303 when recognizing the network type.
  • the processor unit 307 causes the configuration switching unit 302 to switch the configuration switches 312 so that they connect the switches T1-T6 of the switching unit 304 to the neutral conductor N. If a delta network is detected (and thus no neutral conductor is present), the processor unit 307 causes the configuration switching unit 302 to switch the configuration switches 312 so that they connect the switches T1, T2, T4, T5 and T6 of the switching unit 304 to the conductor L3 and T3 to L2.
  • the processor unit 307 causes the configuration switching unit 302 to connect the conductors L1, L2, L3 and N (star network) or conductors L1, L2 and L3 (delta network) to the electrical consumer elements, ie in the exemplary embodiment to the heating coils of the radiators and the circulation pump.
  • Fig.4 shows an example of the connection of the electrical consumer elements, ie the four coils (B1.1, B1.2, B1.3 and B1.4) of the boiler heater, the coil (T1.1) of the flush tank heater and the circulation pump in Fig.3 in a star network.
  • Fig.5 shows an example of the connection of the electrical consumer elements, ie the four coils (B1.1, B1.2, B1.3 and B1.4) of the boiler heater, the coil (T1.1) of the flush tank heater and the circulation pump in Fig.3 in an alternating current network.
  • Fig.6 shows the connection in a delta network.
  • the switches T1 to T6 show the individual switches of the switching unit 304 in Fig.3 .
  • connection of the configuration switches S1-S4 of the configuration switching unit 302 corresponding to each detected low-voltage network can, for example, be stored at the factory in a memory device 308 of the power controller (e.g. a ROM, EEPROM, or another readable and optionally writable non-volatile memory).
  • the processor unit 307 can then read out the corresponding configuration information for the configuration switches S1-S4 from the memory unit 308 depending on the detected low-voltage network and cause the configuration switching unit 302 to switch the configuration switches S1-S4 accordingly.
  • the table below shows, for various networks, examples of how the consumer elements of the tank heater, boiler heater and circulation pump are switched when the boiler is prioritized and there is a corresponding heating requirement. Other combinations are also conceivable.
  • the following outputs of the individual heating elements and the circulation pump are assumed at a voltage of 230 V eff .
  • the circulation pump (consumer element) UP has an output of 1.5 kW.
  • the processor unit 307 can read the corresponding switching information for the switches T1-T6 of the switching unit 304 from the memory unit 308 depending on the detected low-voltage network and the respective process step in the rinsing cycle and cause the switching unit 304 to switch the switches T1-T6 of the switching unit 304 accordingly.
  • the respective power available in the different types of low-voltage networks depends on the number of phases and the network voltage and on the protection of the low-voltage network, i.e. the maximum current flow per phase.
  • the protection of the phases can be specified, for example, by a coding circuit when installing the dishwasher. Alternatively, the protection can also be programmed by the user of the dishwasher and is stored in the memory device.
  • the processor unit 307 is able to read out the coding circuit or to read out the protection of the phases from the memory device in order to determine the respective maximum power (per phase) of the detected low-voltage network.
  • the processor unit 307 can read out the corresponding switch positions of the switching unit 304 for the respective process steps of the rinsing cycle from the memory unit 308 and cause the switching unit 304 to open or close the switches of the switching unit 304 accordingly.
  • the level of the mains voltage can be specified by a coding circuit when the dishwasher is installed or alternatively can be programmed by the user of the dishwasher and stored in the memory device. In this case, it is not necessary for the measuring device 303 to determine the mains voltage of the on-site low-voltage network, but the value can be read by the processor unit 307 from the coding circuit or the memory device 308.
  • the type of low-voltage network to which the dishwasher is connected, as well as its network voltage and fuse protection is set using one or more coding circuits and read by the processor unit 307 in order to switch the configuration switching unit 302 and switching unit 304 according to the encoded information.
  • the information can be programmed by the user of the dishwasher and stored in the memory unit of the power controller. The processor unit 307 can then read out this information and control the configuration switching unit 302 and switching unit 304 accordingly.
  • the in Fig. 3 Shown exemplary power plate 300 according to an embodiment of the invention is provided with a two-stage switching arrangement.
  • the first stage corresponds to the configuration switching unit 302, which connects the lines L1, L2, L3 and N of the network connection to the electrical consumer elements depending on the detected low-voltage network.
  • the second stage corresponds to the switching unit 304 and makes it possible to control the power supply to the individual consumer elements using their switches T1-T6. In another embodiment it is intended to implement these two stages in a single switch arrangement.
  • the power plate 300 includes, instead of the configuration switching unit 302 and switching unit 304, a switching matrix with switches that allow each electrical consumer element to be connected to one of the conductors L1 depending on the detected low-voltage network (and its provided power) and depending on the process step of the flushing cycle , L2 and L3 and the neutral conductor (star network and single-phase AC network) or with two of the conductors L1, L2 and L3 (delta network).
  • the configuration of the power controller and in particular the way in which the configuration switching unit 302 and the switching unit 304 are switched by the processor unit 307 depends, as explained, on the number and the individual power of the consumer elements taken into account, as well as on the low-voltage network to which the dishwasher is connected (network type, voltage and fuse).
  • the invention is not limited to the Fig.3 shown number of consumer elements, in particular limited to a 4-coil boiler heater and a 1-coil tank heater.
  • the boiler heater and tank heater can also have more or fewer heating coils (and thus consumer elements).
  • the power controller 300 can lead to the power controller 300 not being able to be implemented on a single power electronics printed circuit board (PCB), but rather to several power controllers, which in turn can control different groups of consumer elements, being used in a cascade.
  • the individual phases of the low-voltage network can be connected to the network connection terminal 301 of the parallel-connected power controllers 300.
  • control electronics can be implemented on its own electronic printed circuit board (PCB) and transmit the necessary control information for controlling the configuration switching units 302 and the switching unit 304 to the power controllers or their processor units 307 via a data bus .
  • the power controllers are connected to the control unit using data cables (see data bus connection 306).
  • a further aspect of the invention relates, as already mentioned, to an energy-saving operation of a (commercial) dishwasher, for example in relation to Fig. 1 to 3 was described.
  • the dishwasher monitors In standby mode, the temperature of the water required in a washing cycle, which is provided by a tank or boiler of the dishwasher and ensures that the water temperature does not fall below a certain predetermined temperature.
  • This temperature is chosen so that when a rinse cycle starts (ie the rinse operation is started and a rinse cycle is run through), the water during the rinse cycle is at the desired (target) temperature, at the desired time and optionally (depending on the embodiment) also in the desired amount can be made available to enable hygienic dishwashing operations.
  • the fresh water temperature for rinsing the items to be washed in the boiler and/or the rinse water temperature in the dishwasher tank can be monitored. According to the measured temperature, the dishwasher activates and deactivates the heating of the boiler and/or rinse water tank.
  • the dishwasher allows the temperatures of at least the fresh water in the boiler and optionally also the rinse water in the tank to be lowered during the standby time of the dishwasher and not fall below certain minimum temperatures.
  • the temperature specified for the fresh water which must not be undercut, this is chosen so that when a rinse cycle starts, the rinse cycle can be started immediately and completed in the desired time, but hygienic cleaning is still ensured by rinsing with sufficiently heated water (e.g. 85 °C).
  • the specified temperature is chosen so that the boiler can provide fresh water in the desired amount and at the desired temperature at the start of the rinsing phase in the rinse cycle (or at least for a sufficient time within the rinsing phase).
  • the specified temperature which must not be undercut, is chosen so that the boiler heats the amount of water in the boiler to the desired temperature of 85 °C within 104 seconds.
  • the boiler volume can be selected so that, regardless of the selected rinsing quantity, the residual water quantity in the boiler after rinsing is constant (e.g. 4.5 1).
  • the value of the specified fresh water temperature, which should not be undercut depends, among other things, on the power that can be made available to the radiator during the available time period (i.e. in the previous example, in the 104 seconds). This power can also depend, among other things, on the maximum power of the low-voltage network (i.e. voltage, number of phases and their protection). Of course, the capacity of the boiler and the amount of residual water remaining in the boiler, the power of the boiler heater or its coils, the amount of water required, and the time period available to heat the fresh water also influence the specified temperature, which should not be undercut.
  • the table below shows an example for a selection of different power levels in the low-voltage network, which temperature the fresh water should not fall below in standby mode, so that 2 or 3 liters of fresh water are available for the rinsing phase at 85 °C, which begins 104 seconds after the start of the cycle can be.
  • Table 3 below assumes that a residual amount of water of 4.5 liters always remains in the boiler after rinsing. Accordingly, after refilling the boiler, there are 6.5 1 and 7.5 1 of fresh water in the boiler, which must be heated and then should not fall below the minimum temperatures shown in Table 3.
  • the washing water has a certain temperature, e.g. 62 °C, for a certain time within the circulation time of the dishwasher.
  • a certain rinsing water temperature can be specified, which should not be fallen below in standby mode, so that the rinsing cycle can be started immediately and the rinsing water is still available at the desired time in the rinsing cycle at the desired temperature.
  • the circulation time lasts 104 seconds. Accordingly, the certain rinsing water temperature that should not be fallen below in standby mode can be selected so that at least for a certain time, e.g.
  • the rinsing water has (at least) a certain temperature, e.g. 62 °C. Similar to what is shown in Table 3, the respective minimum flushing water temperatures that should not be fallen below in standby mode can be determined for different low-voltage networks (and optionally for different amounts of flushing water).
  • the fresh water is often supplied at a temperature below the specified minimum temperature of the fresh water in the boiler. If the mains connection power is low, it may happen that the temperatures required by the user for washing cannot always be reached at the desired times if the next washing cycle is started immediately after the end of a washing cycle. In such a case, the dishwasher can extend the washing cycle or one or more process steps in which a desired temperature is to be reached until the desired temperatures are reached.
  • the energy management and temperature control of the dishwasher can be carried out either by the processor unit 307 of the power controller 300 or by the control unit of the dishwasher. If the control unit is used for this purpose, it transmits the necessary control information via data bus to the power controller or its processor unit 307, which takes over the control of the switching unit 304 accordingly.
  • a bus connection 306 is indicated, which enables communication between the processor unit 307 and the control unit (cf. Fig. 1 and Fig. 2 ) enables.
  • hygienic rinsing is to be made possible by a sufficiently high temperature of the rinsing water, then it makes sense to prioritize the tank heater over the boiler heater when it comes to power supply. This ensures that in a rinsing cycle the rinsing water from the rinsing water tank is made available at the desired temperature and at the desired time in the rinsing cycle from the rinsing water tank for rinsing the items to be washed.

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  • Washing And Drying Of Tableware (AREA)

Description

    TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine für den gewerblichen Einsatz konzipierte Spülmaschine, insbesondere eine (Korb-) Durchschubspülmaschine, die in unterschiedlichen Niederspannungsnetzen betrieben werden kann. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Energieeinsparung im Standby-Betrieb einer Spülmaschine.
    • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Für den gewerblichen Einsatz konzipierte Spülmaschinen, im Folgenden auch gewerbliche Spülmaschinen, zeichnen sich ohne Beschränkung der Allgemeinheit dadurch aus, dass sie baulich auf einen fast durchgehenden Betrieb ausgelegt sind, was insbesondere hohe Anforderungen an Pumpen sowie leistungselektrische Komponenten wie Relais und Schütze stellt, die Millionen von Zyklen ohne Ausfall funktionieren sollten.
  • Außerdem sollen gewerbliche Spülmaschinen das Spülgut möglichst schnell und hygienisch reinigen und dabei möglichst wenig Wasser und Energie verbrauchen. Ein Spülzyklus (Spülgang) einer gewerblichen Spülmaschine dauert daher in der Regel nur sehr kurz (typischerweise nur wenige Minuten) und benötigt lediglich geringe Mengen Frischwasser (typischerweise nur wenige Liter). Das zum Spülen des Spülgutes verwendete Wasser wird in einem Spülwassertank und in einem Boiler der Spülmaschine mittels Heizkörpern elektrisch beheizt. Dabei kommen oftmals Rohrheizkörper zum Einsatz.
  • Da der Rohrheizkörper vom Prinzip her als Widerstand R betrachtet werden kann, der elektrische Energie in Wärme umsetzt, kann die Leistung P des Rohrheizköpers einfach als P = U 2 R
    Figure imgb0001
     berechnet werden, wobei U die elektrische Netzspannung des Niederspannungsnetzes, an das die Spülmaschine angeschlossen ist und R den Widerstand des Rohrheizkörpers bezeichnet. Mit der Formel I = U R
    Figure imgb0002
     lässt sich der Strom I durch den Rohrheizkörper berechnen, der entsprechend abgesichert werden muss. Die vom Rohrheizkörper abgegebene Leistung ändert sich quadratisch und der Strom linear mit der Spannung, wenn der Widerstand des Heizkörpers konstant bleibt.
  • Die nachstehende exemplarische Tabelle, die keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, macht deutlich, dass es weltweit sehr viele unterschiedliche Netzspannungen und Absicherungen von bauseitigen Netzanschlüssen gibt: Tabelle 1
    Land 3-phasen Wechselstrom Außenleiterspannung 1-phasen Wechselstrom Spannung Typische Absicherung
    Deutschland 400 V 230 V 16 A, 25 A, 32 A
    Schweiz 400 V 230 V 10 A, 16 A
    Großbritannien 415 V 240 V 13 A, 16 A, 20 A, 32 A, 64 A
    Industrienetze Europa 230 V ./. 32 A, 50 A, 64 A
    Australien 415 V 240 V 15 A, 20 A, 32 A
    Japan 200 V 200 V 20 A, 30 A
    Netze auf Schiffen 440 V ./. 20 A
    Philippinen 380 V 220 V 16 A, 32 A
  • Zusätzlich sind die Niederspannungsnetze mit drei Phasen je nach Land als Dreiecksnetz (drei Phasen ohne Nullleiter) oder Sternnetz (drei Phasen mit Nullleiter) ausgeführt.
  • Um sicherzustellen, dass die Spülmaschine am jeweiligen Niederspannungsnetz betrieben werden kann und trotz verschiedener Netzanschlüsse eine optimale Spülleistung erreicht wird, werden herkömmlich für unterschiedliche Netze verschiedene auf Netzart, Netzspannung und Absicherung angepasste Heizkörper und Pumpen in den Spülmaschinen verbaut, wobei oftmals auch mehrere Heizkörper in der Spülmaschine miteinander kombiniert werden. Die verschiedenen Heizkörper und Pumpen in Kombinationen mit unterschiedlichen Netzarten, Netzspannungen und Absicherungen führen jeweils zu einem veränderten Aufbau der gesamten Verschaltung der Leistungselektrik.
  • Aus dieser hohen Varianz bei den Heizkörpern und Pumpen und deren Kombinationen sowie den verschiedenen leistungselektrischen Schaltungen für die einzelnen Niederspannungsnetze folgt eine hohe Varianz der Spülmaschinen. Die Lagerhaltung von Heizkörpern und weiteren leistungselektronischen Komponenten ist umfangreich, das Bestell- und Ersatzteilwesen der Maschinen kompliziert und dadurch fehleranfällig und die Wartung der Spülmaschinen entsprechend aufwendig.
  • Gewerbliche Spülmaschinen verbrauchen für gewöhnlich nur wenig Wasser pro Spülzyklus, jedoch besitzen sie oftmals - gerade im Standby-Betrieb - einen hohen Energieverbrauch. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann angenommen werden, dass im Spülwassertank einer gewerblichen Korbdurchschubspülmaschine ca. 15 bis 45 1 Wasser vorgehalten werden und im Boiler je Spülzyklus 2,0 1 bis 5,0 1 Frischwasser erhitzt werden. Zum Reinigen des Spülgutes wird das Tankwasser umgewälzt. Am Ende des Spülzyklus wird das Geschirr mit heißem Frischwasser aus dem Boiler abgeschwemmt. Der geringe Wasserverbrauch wird dadurch erreicht, dass das Tankwasser zum Reinigen des Spülgutes zum großen Teil immer wieder verwendet wird. Die Regeneration des Tankwassers erfolgt über das Frischwasser, welches am Ende eines Spülzyklus aus dem Boiler zugeführt wird. Aufgrund der sehr kurzen Spülzeiten muss das Frischwasser im Boiler in einer sehr kurzen Zeit (z.B. von weniger als 2 Minuten) von Leitungswassertemperatur (ca. 5°C-25 °C) auf ca. 80-85 °C erhitzt werden. Die Erwärmung des Wassers im Boiler erfolgt elektrisch über einen oder mehrere Heizkörper mit einer Leistung von bis zu 12 kW. Parallel zum Boiler wird der Spülwassertank beheizt, um die Tanktemperatur der Spülmaschine auf ca. 62 °C zu halten. Insbesondere durch das Spülen von kaltem Geschirr werden dem Tank erhebliche Energiemengen entzogen. In einer Durchschubspülmaschine zum gewerblichen Einsatz beträgt die Leistung des Tankheizkörpers typischerweise bis zu 5 kW.
  • Herkömmlich wird die Wassertemperatur im Boiler und im Spülwassertank möglichst konstant bei den gewünschten Temperaturen gehalten, was bedingt, dass die Heizkörper des Boilers und des Spülwassertanks auch während Zeiten, in denen kein Spülzyklus aktiv ist (Standby-Betrieb), mit Leistung beaufschlagt werden und entsprechend den Energieverbrauch der Spülmaschine erhöhen.
  • US 4,561,904 offenbart ein System und Verfahren zur Steuerung einer Durchschubspülmaschine, die aus einer Aneinanderreihung mehrerer Arbeitsstationen besteht, und das Spülgut wäscht, spült, trocknet, etc. Ein Sensor am Eingang der ersten Arbeitsstation erkennt das Spülgut auf dem Förderband der Spülmaschine und die Vorwärtsbewegung des Förderbands wird ebenfalls überwacht, um das Spülgut durch die Spülmaschine zu führen.
  • WO 2006/034760 A1 betrifft den energiesparenden Betrieb von Spülmaschinen und schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung vor, bei denen einer Gruppe von elektrischen Verbraucherelementen einer Spülmaschine eine maximale elektrische Gesamtleistung zugewiesen wird. Weiterhin werden jedem elektrischen Verbraucherelement dieser Gruppe mindestens zwei Leistungslevel zugewiesen. In einem Bedarfsermittlungsschritt wird dann abhängig von einem Betriebszustand B der Spülmaschine eine optimale Kombination von Leistungslevels gewählt, wobei für jedes Verbraucherelement das gewählte Leistungslevel dem Leistungsbedarf des Verbraucherelements im Betriebszustand B angepasst ist und wobei die Gesamtleistung aller Verbraucherelemente die maximale elektrische Gesamtleistung nicht überschreitet. Weiterhin kann der Betrieb der Spülmaschine in drei Phasen unterteilt werden, eine Startphase, eine Einschaltphase und eine Lastregelungsphase.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spülmaschine so zu verbessern, dass sie möglichst ohne Anpassung in unterschiedlichen Niederspannungsnetzten betrieben werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Spülmaschine anzugeben, die energiesparend betrieben werden kann. Es ist ferner wünschenswert, dass selbst bei einem energiesparenden Betrieb der Spülmaschine, die Spülmaschine in möglichst kurzer Zeit einen Reinigungszyklus durchführen kann und eine hygienische Reinigung des Spülgutes ermöglicht.
  • Die Erfindung offenbart eine (gewerbliche) Geschirrspülmaschine gemäß Patentanspruch 1, die das bauseitige Niederspannungsnetz, an dass sie angeschlossen wird, selbständig erkennt und anhand des erkannten Niederspannungsnetzes die zur Verfügung stehende Leistung des bauseitigen Niederspannungsnetzes (optional unter Berücksichtigung einer Sicherheitsreserve) optimal auf einzelne elektrischen Verbraucherelemente der Spülmaschine verteilt. Dazu ist in der Spülmaschine ein Leistungsteller vorgesehen, der die Verteilung der Leistung aus dem Niederspannungsnetz steuert. Der Leistungsteller umfasst dazu eine Schalteinheit, die je nach erkanntem Niederspannungsnetz die einzelnen Phasen des Niederspannungsnetzes mit den elektrischen Verbraucherelementen verschaltet. Zusätzlich können die Verbraucherelemente dynamisch ein- und ausgeschaltet werden, beispielsweise in Abhängigkeit von den im jeweiligen Prozessschritt des Spülzyklus benötigten elektrischen Verbraucherelementen der Spülmaschine.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung kann die (gewerbliche) Spülmaschine optional einen energiesparenden Betrieb ermöglichen. Gemäß dieser Ausführungsform überwacht die Spülmaschine im Standby-Betrieb die Wassertemperaturen in einem Tank oder Boiler der Spülmaschine und stellt sicher, dass eine
    gewisse möglichst niedrige Temperatur nicht unterschritten wird. Diese Temperatur ist so gewählt, dass für den Fall des Starts eines Spülzyklus (d.h. der Spülbetrieb wird aufgenommen und ein Spülzyklus durchlaufen), das Wasser in einem Spülzyklus mit gewünschter (Ziel-)Temperatur, zum gewünschten Zeitpunkt und optional (je nach Ausführungsform) auch in gewünschter Menge zur Verfügung gestellt werden kann, um einen hygienischen Spülbetrieb zu ermöglichen. Beispielsweise lassen sich so die Frischwassertemperatur zum Nachspülen des Spülgutes im Boiler und/oder die Spülwassertemperatur im Tank der Spülmaschine überwachen. Entsprechend der gemessenen Temperatur aktiviert und deaktiviert die Spülmaschine die Heizung des Boilers und/oder Tanks.
  • Im Vergleich zu herkömmlichen Spülmaschinen, die auch im Standby-Betrieb die Wassertemperatur im Boiler und/oder im Tank stets auf den gewünschten Zieltemperaturen halten, werden die Wassertemperaturen im Standby-Betrieb auf minimale Temperaturen reduziert. So kann der Leistungsverbrauch der Spülmaschine im Standby erheblich reduziert werden und gleichzeitig wird eine hygienische Reinigung des Spülgutes sichergestellt.
  • Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, wird eine Spülmaschine, insbesondere eine Durchschubspülmaschine, zum Betrieb in unterschiedlichen
  • Spannungsnetzen vorgeschlagen, die mehrere elektrische Verbraucherelemente, einen Leistungssteller, und eine Netzeingangsklemme mit mehreren Leitern zum Verbinden des Leistungsstellers mit den Leitern des bauseitigen Niederspannungsnetzes, mit einer Phase oder mehreren Phasen, insbesondere drei Phasen, umfasst. Der Leistungsteller ist in der Lage den Typ des Niederspannungsnetzes anhand der dem Leistungsteller zugeführten ein- oder mehrphasigen Netzspannung des Niederspannungsnetzes zu erkennen. Ferner umfasst der Leistungsteller eine Schalteinheit, die die Leiter der Netzeingangsklemme mit Gruppen der Verbraucherelemente in Abhängigkeit vom erkannten Typ des Niederspannungsnetzes elektrisch verbindet. Jede Gruppe umfasst dabei mindestens ein Verbraucherelement oder mehrere zueinander parallel geschaltete Verbraucherelemente, und mindestens einen Schalter zur Kontrolle der Leistungszufuhr an die Verbraucherelemente der jeweiligen Gruppe.
  • In beispielhaften Ausführungsformen kann die Schalteinheit einstufig, zweistufig oder mehrstufig ausgeführt.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist für jedes elektrische Verbraucherelement einer jeden Gruppe ein eigener Schalter vorgesehen. Ferner kann der Leistungsteller als leistungselektronische Flachbaugruppe (PCB) ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass die Netzeingangsklemme der Spülmaschine einen Teil des Leistungsstellers bildet. Die Netzeingangsklemme und/oder die Anschlüsse aller Verbraucherelemente der Spülmaschine können beispielsweise als lösbares Verbindungselement, insbesondere als Stecker ausgeführt sein.
  • Erfindungsgemäß umfasst die Geschirrspülmaschine auch eine Messeinheit zum Bestimmen der Anzahl der Phasen des Spannungsnetzes; und eine Prozessoreinheit zum Erkennen des Typs des Spannungsnetzes anhand der ermittelten Anzahl an Phasen.
  • Die Messeinheit kann beispielsweise so gestaltet sein, dass sie die relative (Phasen-)Lage der Phasen und/oder die Netzspannung des Niederspannungsnetzes bestimmt. Die Prozessoreinheit kann beispielsweise so angepasst sein, dass sie den Typ des Spannungsnetzes anhand der ermittelten Anzahl an Phasen, und anhand der relativen Phasenlage und/oder der Netzspannung erkennt. Welche Parameter zur Erkennung des Typs des Niederspannungsnetzes erforderlich sind, hängt unter anderem auch davon ab, in welchen Niederspannungsnetzen die Spülmaschine eingesetzt werden soll und welche Unterschiede zwischen diesen Niederspannungsnetzen hinsichtlich Spannung, Anzahl der Phasen und relativer Phasenlage existieren.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die Prozessoreinheit in der Lage, die Schalter der Schalteinheit und der Gruppen von elektrischen Verbraucherelementen so zu schalten, dass der Gesamtstrom der den elektrischen Verbraucherelementen zugeführt wird, die Absicherung des Niederspannungsnetzes, optional unter Berücksichtigung einer Sicherheitsreserve, nicht übersteigt. Dabei kann die Leistungszufuhr an jedes Verbraucherelement in mindestens einer der Gruppen elektrischer Verbraucherelemente individuell mit einem Schalter durch die Prozessoreinheit gesteuert werden.
  • Ferner ist es möglich, dass die Prozessoreinheit mittels der Schalter der Gruppen elektrischer Verbraucherelemente die Leistungszufuhr zu den elektrischen Verbraucherelementen in Abhängigkeit vom jeweiligen Prozessschritt eines Spülzyklus der Spülmaschine schaltet.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung, ist die Prozessoreinheit der Spülmaschine angepasst, die Absicherung des Niederspannungsnetzes aus einem Speicher des Leitungsstellers oder der Spülmaschine oder einer entsprechend der Absicherung manuell kodierten Kodierschaltung auszulesen.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform umfasst der Leistungssteller einen Speicher, der Konfigurations-Informationen speichert. Diese Konfigurations-Informationen können beispielweise angeben, wie die Prozessoreinheit in Abhängigkeit vom erkannten (Typ des) Niederspannungsnetzes und dessen Absicherung die Stellereinheit veranlassen muss, die Schalter der Schalteinheit und der einzelnen Gruppen elektrischer Verbraucherelemente zu schalten, damit die Leistung des Niederspannungsnetzes so an die elektrischen Verbraucherelemente der Spülmaschine verteilt wird, dass der Gesamtstrom die Absicherung des Niederspannungsnetzes, optional unter Berücksichtigung einer Sicherheitsreserve, nicht übersteigt.
  • Zusätzlich können in den Konfigurations-Informationen des Speichers auch die Widerstandswerte der einzelnen elektrischen Verbraucherelemente der Spülmaschine gespeichert sein. Ferner ist es möglich, dass die die Prozessoreinheit die Konfigurations-Informationen für das jeweilige erkannte Niederspannungsnetz und dessen Absicherung aus dem Speicher ausliest und anhand der ausgelesenen Konfigurations-Informationen die Schalter der Schalteinheit schaltet. Die Prozessoreinheit kann optional die Spannung des Niederspannungsnetzes aus einem Speicher des Leitungsstellers oder der Spülmaschine auszulesen, z.B. wenn diese durch den Benutzer eingegeben werden kann oder muss.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schalteinheit in der Lage, jede Phase der Netzspannung mit einer Gruppe elektrischer Verbraucherelemente schaltbar zu verbinden. In der Realität kann sich diese Verschaltung wie folgt aussehen: Sofern es sich bei dem erkannten Niederspannungsnetz nur um ein einphasiges Netz handelt, werden alle Verbraucherelemente mit dieser einen Phase angesteuert. Bei einem Dreiecksnetz mit drei Phasen, werden die drei Phasen mit einer jeweiligen Gruppe (oder Gruppen) von elektrischen Verbraucherelementen verschaltet. In einem dreiphasigen Niederspannungsnetz mit Nullleiter werden entsprechend die drei Phasen und der Nullleiter mit einer jeweiligen Gruppe (oder Gruppen) von elektrischen Verbraucherelementen verschaltet.
  • Um eine der Phasenanzahl (und optional auch Spannung) des erkannten (Typ des) Niederspannungsnetzes entsprechende Verschaltung zu ermöglichen, kann der Leistungssteller beispielsweise Schalter aufweisen, um jede Phase der Netzspannung mit einer Gruppe elektrischer Verbraucherelemente zu verbinden. Die Schalter können auch als Kurzschlussschalter oder Brücken ausgebildet sein, um die Leiter der Netzeingangsklemme der Spülmaschine entsprechend dem erkannten Niederspannungsnetz kurzzuschließen und so die einzelnen Phasen mittels der einzelnen (gegebenenfalls miteinander kurzgeschlossenen) Leiter den Verbraucherelementen zuzuführen. In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Prozessoreinheit ist in der Lage, in Abhängigkeit vom erkannten Typ des Niederspannungsnetzes diese Schalter zu schalten, um einzelne Leiter der Netzeingangsklemme miteinander kurzzuschließen und/oder mit den Gruppen von Verbrauchselementen zu verbinden.
  • Die Schalter müssen nicht zwingend in der Spülmaschine als Teil des Leistungsstellers vorgesehen werden, sondern entsprechende Schalter oder Brücken können alternativ auch manuell, z.B. bei der Installation der Spülmaschine, entsprechend dem vorhandenen Niederspannungsnetz geschaltet, bzw. gesetzt werden.
  • In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Leistungssteller für die Verbraucherelemente mehrere Leistungsregler. Diese können beispielweise als Pulsweitenmodulatoren ausgeführt sein. Die Leistungsregler dienen dazu, die an die Verbraucherelemente abzugebende (elektrische) Leistung zu reduzieren. Ein jeder Leistungsregler führt dabei die reduzierte Leistung jeweils einem elektrischen Verbraucherelement (oder optional auch mehreren) zu.
  • Die Spülmaschine kann in einer weiteren Ausführungsform auch eine Steuereinheit umfassen, die über einen Datenbus mit der Prozessoreinheit des Leistungstellers kommuniziert. Die Prozessoreinheit empfängt von der Steuereinheit Steuersignale für die elektrischen Verbraucherelemente der Spülmaschine und steuert entsprechend der Steuersignale die Zufuhr von Leistung an die jeweiligen Verbraucherelemente. In einer anderen Implementierung kann die Funktionalität der Steuereinheit auch in der Prozessoreinheit des Leistungsstellers selbst implementiert sein. Sofern der Leistungssteller und die Steuereinheit auf unterschiedlichen elektronischen Flachbaugruppen (PCBs) ausgeführt werden, ist es vorteilhaft, entsprechende Steckverbindungen auf den elektronischen Flachbaugruppen vorzusehen, um diese mittels eines Datenkabels koppeln zu können und so die Kommunikation zwischen Steuereinheit und Prozessoreinheit (Leistungssteller) zu ermöglichen.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Durchschubspülmaschine, die einen Boiler mit einer Boiler-Heizung zum Erhitzen von Frischwasser und einem Temperatur-Fühler zum Ermitteln der Temperatur des Frischwassers im Boiler umfasst. Der Boiler stellt Frischwasser zum Nachspülen des Spülgutes in einem Spülzyklus zur Verfügung. Die Durchschubspülmaschine besitzt ferner einen Leistungssteller zum Erkennen des Niederspannungsnetzes, an das die Durchschubspülmaschine angeschlossen ist, sowie eine Temperatur-Steuereinheit zum kontinuierlichen Überwachen der Frischwassertemperatur im Boiler mit Hilfe des Temperatur-Fühlers, während sich die Durchschubspülmaschine in einem Standby-Betrieb befindet. Die Temperatur-Steuereinheit steuert ferner die Leistungszufuhr an die Boiler-Heizung im Standby-Betrieb der Durchschubspülmaschine, so dass die Wassertemperatur im Boiler eine jeweilige vorgegebene minimale Boiler-Temperatur nicht unterschreitet. Die jeweilige vorgegebene minimale Boiler-Temperatur wird in Abhängigkeit der von der Leistung des erkannten Niederspannungsnetzes so berechnet, dass in einem Spülzyklus das Frischwasser zum Nachspülen in gewünschter Menge, mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus vom Boiler zur Verfügung gestellt wird, um einen hygienischen Spülbetrieb zu ermöglichen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung entspricht die Temperatur-Steuereinheit beispielsweise der Steuereinheit oder der Prozessoreinheit des Leistungsstellers der zuvor beschriebenen Spülmaschine.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Durchschubspülmaschine auch einen Spülwassertank mit einer Tank-Heizung zum Erhitzen des Spülwassers und einem Temperatur-Fühler zum Ermitteln der Temperatur des Spülwassers im Spülwassertank, sowie eine Umwälzpumpe zum Umwälzen des Spülwassers im Spülwassertank während des Spülzyklus, um das Spülgut zu reinigen. Die Temperatur-Steuereinheit überwacht im Standby-Betrieb der Durchschubspülmaschine ferner kontinuierlich die Spülwassertemperatur im Spülwassertank mit Hilfe des Temperatur-Fühlers, und kontrolliert die Leistungszufuhr an die Tank-Heizung im Standby-Betrieb der Durchschubspülmaschine so, dass die Spülwassertemperatur im Spülwassertank eine jeweilige vorgegebene minimale Tank-Temperatur nicht unterschreitet, wobei die vorgegebene minimale Tank-Temperatur von der Leistung des erkannten Niederspannungsnetzes abhängt.
  • Optional kann die jeweilige vorgegebene minimale Tank-Temperatur in Abhängigkeit von der Leistung des erkannten Niederspannungsnetzes so gewählt sein, dass das Spülwasser im Spülzyklus mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt vom Wassertank zur Verfügung gestellt wird.
  • In einer Ausführungsform kann die Temperatur-Steuereinheit beispielweise die Boiler-Heizung bei der Leistungszufuhr gegenüber der Tank-Heizung priorisieren, um sicherzustellen, dass in einem Spülzyklus das Frischwasser zum Nachspülen in gewünschter Menge, mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus vom Boiler zur Verfügung gestellt wird, damit ein hygienischen Spülbetrieb sichergestellt wird. In so einem Falle kann es vorkommen, dass nicht genug "Rest-Leistung" zur Verfügung steht, um auch die Spülwassertemperatur nicht unter die vorgegebene Tank-Temperatur fallen zu lassen. Alternativ ist es natürlich auch möglich, die Tank-Heizung bei der Leistungszufuhr gegenüber der Boiler-Heizung zu priorisieren, um sicherzustellen, dass in einem Spülzyklus das Spülwasser des Spülwassertanks mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus zum Spülen des Spülgutes zur Verfügung gestellt wird, damit ein hygienischen Spülbetrieb sichergestellt wird.
  • Die jeweilige vorgegebene minimale Temperatur des Boilers bzw. des Wassertanks kann von verschiedene Faktoren/Parametern abhängig sein. Beispielsweise kann die jeweilige vorgegebene minimale Temperatur des Boilers bzw. des Wassertanks (zusätzlich) von mindestens einem der folgenden Parameter abhängen:
    der maximalen Leistung, die der Boiler-Heizung, bzw. der Tank-Heizung aus dem erkannten Niederspannungsnetz zugeführt werden kann, den jeweiligen Wassermengen aus Boiler, bzw. Wassertank, die in einem Spülzyklus benötigt werden, den gewünschten Temperaturen der jeweiligen Wassermengen aus Boiler, bzw. Wassertank, die in dem Spülzyklus benötigt werden, und dem Zeitpunkt im Spülzyklus, zu dem die jeweiligen Wassermengen aus Boiler, bzw. Wassertank mit den jeweils gewünschten Temperaturen zur Verfügung stehen sollen.
  • Durch Absenken der Standby-Temperaturen in Tank- und/oder Boiler der Spülmaschine gemäß des oben beschriebenen Verfahren wird Energie eingespart, da Tank- und Boiler nicht dauerhaft auf die Zieltemperaturen geheizt werden müssen. Dadurch werden thermische Abstrahlverluste in die Umgebung der Spülmaschine minimiert.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Energieeinsparung in einer Durchschubspülmaschine. Gemäß dieses Verfahren wird das Niederspannungsnetz, an das die Durchschubspülmaschine angeschlossen ist, erkannt und die Frischwassertemperatur in einem Boiler der Spülmaschine kontinuierlich überwacht, während sich die Durchschubspülmaschine in einem Standby-Betrieb befindet. Der Boiler ist mit einer Boiler-Heizung zum Erhitzen von Frischwasser ausgestattet. Gemäß dem Verfahren wir die Leistungszufuhr an die Boiler-Heizung im Standby-Betrieb der Durchschubspülmaschine so gesteuert, dass die Frischwassertemperatur im Boiler eine jeweilige vorgegebene minimale Boiler-Temperatur nicht unterschreitet. Die jeweilige vorgegebene minimale Boiler-Temperatur ist in Abhängigkeit der von der Leistung des erkannten Niederspannungsnetzes so gewählt, dass in einem Spülzyklus das Frischwasser in gewünschter Menge, mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus vom Boiler zur Verfügung gestellt wird, um einen hygienischen Spülbetrieb zu ermöglichen.
  • Das Verfahren kann in einer weiteren Ausführungsform ferner ein kontinuierliches Überwachen der Spülwassertemperatur in einem Spülwassertank der Durchschubspülmaschine umfassen, wobei ferner angenommen wird, dass der Spülwassertank eine Tank-Heizung zum Erhitzen des Spülwassers umfasst. Die Leistungszufuhr an die Tank-Heizung wird im Standby-Betrieb der Durchschubspülmaschine so gesteuert, dass die Spülwassertemperatur im Spülwassertank eine jeweilige vorgegebene minimale Tank-Temperatur nicht unterschreitet, wobei die vorgegebene minimale Tank-Temperatur von der Leistung des erkannten Niederspannungsnetzes abhängt.
  • Wie bereits dargestellt, kann optional die jeweilige vorgegebene minimale Tank-Temperatur in Abhängigkeit der von der Leistung des erkannten Niederspannungsnetzes so gewählt werden, dass das Spülwasser im Spülzyklus mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt vom Wassertank zur Verfügung gestellt wird.
  • Nach dem Verfahren ist es gemäß weiteren Ausführungsformen möglich, die Boiler-Heizung bei der Leistungszufuhr gegenüber der Tank-Heizung zu priorisieren, um sicherzustellen, dass in einem Spülzyklus das Frischwasser zum Nachspülen in gewünschter Menge, mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus vom Boiler zur Verfügung gestellt wird, damit ein hygienischen Spülbetrieb sichergestellt wird. Alternativ kann aber auch die Tank-Heizung bei der Leistungszufuhr gegenüber der Boiler-Heizung priorisiert werden, um sicherzustellen, dass in einem Spülzyklus das Spülwasser des Spülwassertanks mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus vom Spülwassertank zum Spülen des Spülgutes zur Verfügung gestellt wird, damit ein hygienischen Spülbetrieb sichergestellt wird.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist ein Computer-lesbares Medium, das Befehle speichert, die, wenn Sie von einer Prozessoreinheit einer Durchschubspülmaschine ausgeführt werden, die Durchschubspülmaschine veranlassen, die Schritte des Verfahrens zur Energieeinsparung in einer Durchschubspülmaschine gemäßer einer der verschiedenen beschrieben Ausführungsformen zu durchzuführen.
    • BESCHREIBUNG DER FIGUREN
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Einander entsprechende Elemente und Details in den Figuren sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
    • Fig. 1
    zeigt eine gewerbliche Durchschubspülmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung,
    Fig. 2
    zeigt einen funktionserläuternden Aufbau der Durchschubspülmaschine nach Fig. 1,
    Fig. 3
    zeigt einen Leistungsteller gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, der die Zuführung der Leistung aus dem Niederspannungsnetzes an eine Boilerheizung, eine Tankheizung und die Umwälzpumpe einer Spülmaschine steuert,
    Fig. 4
    zeigt eine beispielhafte Verschaltung der einzelnen elektrischen Verbraucherelemente in Fig. 3 in einem Sternnetz,
    Fig. 5
    zeigt eine beispielhafte Verschaltung der einzelnen elektrischen Verbraucherelemente in Fig. 3 in einem Wechselstromnetz, und
    Fig. 6
    zeigt die beispielhafte Verschaltung der einzelnen elektrischen Verbraucherelemente in Fig. 3 in einem Dreiecksnetz.
    DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Aspekt der Erfindung bezieht sich auf die Konzeption einer Spülmaschine, insbesondere für den gewerblichen Einsatz, die in unterschiedlichen Niederspannungsnetzen betrieben werden kann. Vorteilhafterweise, ist die Spülmaschine so konzipiert, dass es trotz der Möglichkeit, die Spülmaschine in unterschiedlichen Niederspannungsnetzen zu betreiben, im Idealfall keine Unterschiede im Aufbau der Spülmaschine, insbesondere im Hinblick auf die (Anzahl der) verbauten Heizkörper, Pumpen und der leistungselektronischen Komponenten, wie dem Leistungssteller, bedarf.
  • Die Spülmaschine gemäß diesem Aspekt der Erfindung ist in der Lage, das bauseitige Niederspannungsnetz, an dass sie angeschlossen wird, selbständig zu erkennen und anhand des erkannten Niederspannungsnetzes die zur Verfügung stehende Leistung des bauseitigen Niederspannungsnetzes (optional unter Berücksichtigung einer Sicherheitsreserve) optimal auf einzelne elektrische Verbraucherelemente der Spülmaschine zu verteilen. So ist möglich, in Abhängigkeit vom erkannten Niederspannungsnetz dessen maximale Leistung effektiv zu nutzen. Um diese Verteilung der vom bauseitigen Niederspannungsnetz zugeführten Leistung zu gewährleisten, umfasst die Spülmaschine einen Leistungsteller, der die Verteilung der Leistung aus dem Niederspannungsnetz steuert. Der Leistungsteller kann dazu eine Schalteinheit umfassen, die je nach erkanntem Niederspannungsnetz, die einzelnen Phasen des Niederspannungsnetzes mit den elektrischen Verbraucherelementen verschaltet. Die Schalteinheit kann, wie im Folgenden noch näher erläutert wird, einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein.
  • Die elektrischen Verbraucherelemente, die erfindungsgemäß berücksichtigt werden, sind nicht notwendigerweise alle elektrischen Verbraucherelemente der Spülmaschine, sondern beispielweise nur solche, die signifikant Leistung aufnehmen können. Beispielsweise sind dies elektrische Verbraucherelemente, die einen Stromfluss im dreistelligen mA Bereich oder mehr verursachen, wie z.B. Umwälzpumpe oder Heizkörper, bzw. deren Heizwendeln für Boiler oder Spülwassertank. Elektrische Verbraucherelemente, die nur wenig Strom verbrauchen, z.B. im zweistelligen mA Bereich oder weniger, müssen nicht berücksichtigt werden, sondern können zum Beispiel pauschal (beispielsweise durch eine Leistungsreserve) berücksichtigt werden. Elektrische Verbraucherelemente, die nur von sehr wenig Strom durchflossen werden, sind beispielweise Magnetventile zum Zuführen des Frischwassers oder Pumpen für die Spülchemie, der Leistungsverbrauch des Leistungsstellers selbst oder der Steuerelektronik, etc.
  • Der Leistungsteller kann als leistungselektronische Flachbaugruppe (PCB) ausgeführt sein. In einer Ausführungsform ist der Leistungssteller auf Halbleiterbasis auf einer leistungselektronischen Flachbaugruppe ausgeführt, d.h. er umfasst maßgeblich Leistungshalbleiterbauelemente, wie Leistungsdioden, Thyristoren, Triacs, Leistungs-MOSFETs und/oder IGTB-Bauteile, die in der Lage sind, die erforderlichen in einem Niederspannungsnetz auftretenden Ströme und Spannungen zu schalten. Im Vergleich zum Einsatz von Schützen, werden durch den Einsatz von Leistungshalbleitern im Leistungssteller die Anzahl der Schaltspiele vervielfacht, was die Lebensdauer erheblich verbessert.
  • Zum Erkennen des bauseitigen Niederspannungsnetzes, an das die Spülmaschine angeschlossen ist, umfasst die Spülmaschine gemäß einer Ausführungsform eine Messeinheit und eine Prozessoreinheit. Die Messeinheit ermittelt die Anzahl der Phasen des bauseitigen Niederspannungsnetzes und optional deren (relative) Phasenlage zueinander und/oder die Spannung des bauseitigen Niederspannungsnetzes. Aus den ermittelten Informationen des bauseitigen Niederspannungsnetzes bestimmt die Prozessoreinheit anschließend, an welchen Typ von Niederspannungsnetz die Spülmaschine angeschlossen wurde und konfiguriert die Schalteinheit des Leistungsstellers dergestalt, dass die einzelnen Phasen des erkannten Niederspannungsnetzes so beaufschlagt werden, dass sie entsprechende elektrischen Verbraucherelementen mit Leistung versorgen können.
  • Optional können die einzelnen Leiter des Netzanschlusses zusätzlich mit einer Sicherung abgesichert sein. Ferner ist es möglich, dass einzelne Informationen zum bauseitigen Niederspannungsnetz manuell, z.B. bei der Installation der Spülmaschine, konfiguriert werden. Beispielsweise könnte die Spannung des Niederspannungsnetzes und/oder die bauseitige Absicherung des Niederspannungsnetzes auch manuell konfiguriert werden. Abhängig davon, in welchen Niederspannungsnetzen die Spülmaschine betrieben werden soll, können einzelne Parameter des Niederspannungsnetzes auch fest konfiguriert/vorgegeben werden. Die Konfiguration-Informationen können beispielweise in einem Daten-Speicher des Leistungsstellers der Spülmaschine abgelegt sein, auf den die Prozessoreinheit lesend und optional auch schreibend zugreifen kann.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Leistungszufuhr an jedes elektrische Verbraucherelement individuell mit einem Schalter durch die Prozessoreinheit gesteuert werden kann. Jede Phase des bauseitigen Niederspannungsnetzes ist dabei vorteilhafterweise mit einer Gruppe bestehend aus mehreren elektrischen Verbraucherelementen verbunden, wobei jedoch die einzelnen Verbraucherelemente individuell mittels des zugehörigen Schalters mit Leistung beaufschlagt werden kann. Dabei wird vorteilhafterweise auch sichergestellt, dass der Gesamtstrom, der den elektrischen Verbraucherelementen in Abhängigkeit des jeweiligen Prozessschritts des Spülzyklus zugeführt wird, die Absicherung des Niederspannungsnetzes, optional unter Berücksichtigung einer Sicherheitsreserve, nicht übersteigt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfassen die elektrischen Verbraucherelemente einer erfindungsgemäßen Durchschubspülmaschine, die vom Leistungssteller mit Leistung aus dem bauseitigen Niederspannungsnetz versorgt werden, die Heizwendeln der Heizkörper für den Spülwassertank und den Boiler, sowie eine Umwälzpumpe zum Umwälzen des Spülwassers im Spülwassertank. Der Umwälzpumpenmotor kann auch durch einen Frequenzumrichter gesteuert werden. Optional können noch weitere elektrische Verbraucherelemente in der Durchschubspülmaschine vorgesehen sein, die ebenfalls vom Leistungssteller mit Leistung versorgt werden können. Dabei kann es sich beispielsweise um Magnetventile, Dosierpumpen für die Spülchemie, eine Pumpe zur Zufuhr des Frischwassers aus dem Boiler und/oder eine Pumpe zum Abpumpen von Spülwasser handeln. In der Regel verbrauchen diese Elemente, im Vergleich zu den Heizkörpern des Boilers oder des Spülwassertanks und der Umwälzpumpe nur wenig Leistung. Daher ist es möglich, dass diese nur geringfügig Leistung verbrauchenden Elemente der Spülmaschine pauschal mit einer Sicherheitsmarge bereits berücksichtigt werden und somit durch den Leistungssteller nicht bei der Verteilung der Leistung aus dem erkannten Niederspannungsnetz explizit berücksichtigt werden müssen. Natürlich ist es aber auch möglich, Verbraucherelemente mit niedriger Leistungsaufnahme in der Verteilung der Anschlussleistung des Niederspannungsnetzes zu berücksichtigen; dadurch wird vornehmlich nur die Komplexität der Leistungsverteilung erhöht.
  • Die Erfindung wird in den folgenden Absätzen vornehmlich in Bezug auf eine für den gewerblichen Einsatz konzipierte Spülmaschine, insbesondere eine (Korb-) Durchschubspülmaschine beschrieben. Die Prinzipien der Erfindung sind jedoch nicht auf den Einsatz in einer solchen Durchschubspülmaschine beschränkt zu verstehen. Eine Durchschubspülmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Fig. 2 zeigt einen funktionserläuternden Aufbau der Durchschubspülmaschine nach Fig. 1. Die exemplarische Durchschubspülmaschine umfasst in ihrem oberen Bereich einen Spülraum, der zum einen durch die Hinterwand und den Spülwassertank der Durchschubspülmaschine und zum anderen durch die exemplarisch nach oben hin schwenkbar zu öffnende Haube der Durchschubspülmaschine gebildet wird. Der Spülraum dient dazu, das zu reinigende Spülgut aufzunehmen.
  • Das Spülgut wird durch Umwälzen des Spülwassers im Spülwassertank gereinigt, der sich im unteren Bereich des Spülraums befindet, wie in Fig. 2 zu erkennen ist. Der Spülwassertank besitzt eine Heizkörper zum erwärmen des Spülwassers und kann typischerweise eine Spülwassermenge von ca. 15 bis 45 Liter aufnehmen. Zum Reinigen des Spülgutes umfasst die Spülmaschine einen drehbaren Spülarm, der im unteren Bereich des Spülraum, unterhalb des zu reinigen Spülgutes liegend drehbar angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann auch oberhalb des Spülgutes liegend ein Spülarm vorgesehen sein, wie beispielhaft in Fig. 2 gezeigt. Mittels der Umwälzpumpe wird das Spülwasser in den Spülarm (oder die Spülarme) gepumpt und reinigt das Spülgut. Ferner kann der Spülarm dazu verwendet werden, nach der Umwälzphase im Spülzyklus das Spülgut mit aus dem Boiler zugeführtem, erhitztem sauberen Wasser nachzuspülen und so gleichzeitig dem Spülwasser im Tank Frischwasser zuzuführen. Alternativ kann auch ein separater Nachspülarm hierfür vorgesehen werden. Entsprechende Pumpen(motoren) zur Zufuhr des Spülwassers bzw. Frischwassers über den Spülarm (bzw. Nachspülarm, soweit vorhanden), Zufuhr des Reinigungsmittels und zur Abfuhr von verunreinigtem Spülwasser sind ebenfalls vorgesehen, jedoch in Fig. 2 nur angedeutet.
  • In einem unteren Bereich der Durchschubspülmaschine befinden sich die Steuerungselektronik (Steuereinheit) der Durchschubspülmaschine und der Leistungsteller, auf den nachstehend noch näher eingegangen wird, sowie die bereits erwähnte Umwälzpumpe und der Boiler. Das Fassungsvolumen des Boilers kann beispielsweise der zum Nachspülen benötigten Frischwassermenge entsprechen. Es ist aber auch möglich, dass der Boiler mehr Frischwasser fasst als zum Spülen notwendig. Auf dieses Weise kann die Nachspülmenge spülgutgerecht auf höhere und niedrigere Werte eingestellt werden. Nicht dargestellt sind weitere herkömmliche Elemente der Durchschubspülmaschine, wie beispielweise die Frischwasser-Zufuhr und Spülwasser-Ablauf, die Heizung des Spülwassertanks und des Boilers, ein Frequenzumrichter zum Steuern der Pumpen oder Netzanschluss des bauseitigen Niederspannungsnetzes. Die Steuereinheit und der Leistungssteller können auf unterschiedlichen elektronischen Flachbaugruppen (PCBs) ausgeführt sein und über ein Datenkabel miteinander verbunden werden. Es ist aber auch möglich, die Steuereinheit und den Leistungssteller in einer elektronischen Flachbaugruppe (PCB) auszuführen.
  • Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann beispielhaft angenommen werden, dass ein Spülzyklus der Durchschubspülmaschine nur wenige Minuten dauert, z.B. 1, 2, 3, 4 oder 5 Minuten und nur wenige Liter Frischwasser benötigt werden (z.B. 2 bis 5 Liter pro Spülzyklus). In einem Ausführungsbeispiel umfassen die einzelnen Prozessschritte des Spülzyklus der Durchschubspülmaschine beispielsweise die sog. Umwälzzeit (Umwälz-Phase), in der die Umwälzpumpe der Spülmaschine das Spülgut durch Umwälzen der Lauge im Spülwassertank reinigt, sowie eine Nachspül-Phase, in der das gereinigte Spülgut mit Frischwasser nachgespült wird. Zwischen der Umwälzzeit und der Nachspül-Phase können optional noch weitere Phasen, beispielsweise eine Abtropfpause vorgesehen sein. Auch kann nach der Nachspül-Phase ebenfalls eine weitere Abtropfpause und/oder Trocken-Phase, in der das Spülgut getrocknet wird, vorgesehen werden, bevor der Spülzyklus endet. Die Erfindung ist jedoch nicht durch diese exemplarischen Abläufe in einem Spülzyklus beschränkt.
  • Grundsätzlich soll die Spülmaschine gemäß der Erfindung das hygienische Reinigen des Spülgutes ermöglichen. Dies bedeutet, dass zumindest in einem Prozessschritt des Spülzyklus das Wasser eine Temperatur aufweisen muss, die das hygienische Reinigen des Spülgutes sicherstellt. Geht man von dem oben beschriebenen, beispielhaften Spülzyklus einer Durchschubspülmaschine aus, müssen also entweder das Nachspülen des Spülgutes mit 2 bis 5 Liter Frischwasser und/oder das Reinigen des Spülgutes durch Umwälzen bei entsprechend hohen Temperaturen erfolgen. Zum Nachspülen sollte das Frischwasser daher eine Temperatur von 60 °C bis 90 °C, vorteilhafterweise von 80 °C bis 85 °C besitzen. In einem exemplarischen Beispiel wird das Frischwasser zum Nachspülen auf 85 °C erhitzt. Sofern der Spülvorgang das hygienische Reinigen des Spülgutes sicherstellen soll, wird das Spülgut eine gewisse Zeit mit Spülwasser im Temperaturbereich zwischen 55 °C und 70 °C, vorteilhafterweise zwischen 60 °C und 65 °C gereinigt. In einem exemplarischen Beispiel soll in der Umwälz-Phase das Spülen des Geschirrs mit Spülwasser mit einer Temperatur von 62 °C erfolgen. Ein hygienisches Spülergebnis kann neben der Temperatur auch durch die Dauer des Spülganges und der Nachspülung, durch die Temperaturen des Spülwassers in der Umwälzphase und des Frischwassers in der Nachspülphase, sowie durch die Spülchemie beeinflusst werden. Bei besonders langen Spülzeiten oder bei Einsatz besonderer Spülchemie können die Temperaturen von Spülwasser und Frischwasser von den zuvor beispielhalft aufgeführten typischen Temperaturen abweichen, insbesondere niedriger sein.
  • Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann beispielhaft angenommen werden, dass die elektrischen Heizkörper (bzw. wo zutreffend, deren einzeln ansteuerbare Heizwendeln) des Boilers und des Spülwassertanks, sowie die Umwälzpumpe die maßgeblichen Leistungsverbraucher in der Spülmaschine darstellen. Diese elektrischen Verbraucherelemente haben in der Regel eine Leistungsaufnahme im kW-Bereich, während andere elektrische Verbraucher, wie elektrisch betriebene Dosierpumpen und Magnetventile, der Leistungssteller, die Steuerelektronik, elektrische Bedienelemente oder ein Display, etc. nur Ströme im einstelligen oder zweistelligen mA Bereich benötigen und somit nur unwesentlich zum Energieverbrauch beitragen. Entsprechend wird in den folgenden Ausführungsbeispielen vorrangig auf die elektrischen Heizkörper (bzw., wo zutreffend, deren einzeln ansteuerbare Heizwendeln) des Boilers und des Spülwassertanks, sowie die Umwälzpumpe der Durchschubspülmaschine verwiesen, während die übrigen elektrischen Verbraucherelemente nicht extra in der Leistungsverteilung durch den Leistungsteller berücksichtigt werden müssen oder durch eine Einbeziehung einer pauschalen Leistungsreserve bei der Verteilung der Leistung durch den Leistungsteller berücksichtigt werden.
  • Die Erwärmung des Wassers im Boiler bzw. dem Spülwassertank erfolgt elektrisch über Heizkörper. Beispielweise wird kann als Heizkörper ein Rohrheizkörper eingesetzt werden. In einer Ausführungsform besitzt ein Heizkörper mehrere Heizwendeln (z.B. 2, 3 oder 4), die unterschiedliche oder auch identische Heizleitungen aufweisen können. In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird für Boiler und/oder Spülwassertank ein drei-wendeliger Heizkörper eingesetzt, der den gesamten Netzspannungsbereich weltweit abdeckt. In einer alternativen Ausführungsform kann der Heizkörper für Boiler und/oder Spülwassertank auch als vier-wendelig ausgeführt sein.
  • Ein Heizkörper kann beispielweise über eine Gesamtheizleistung von bis zu 18 kW besitzen, wobei aber auch höhere oder niedrigere Heizleistungen zum Einsatz kommen können. Die einzelnen Heizwendeln des Heizkörpers können in einer beispielhaften Implementierung einzeln vom Leistungssteller angesteuert werden. Jede Wendel des Heizkörpers kann einen anderen Widerstand haben und gibt damit bei gleicher Netzspannung eine andere Leistung ab. Wenn die Heizwendeln einzeln geschaltet werden können, ergibt sich so eine Vielzahl von Heizleistungen, die mit dem Leisteller eingestellt werden können. Je nach zur Verfügung stehender Netzanschlussleistung beim Kunden und Betriebszustand der Maschine (Standby-Betrieb oder Spülbetrieb, aber auch unterschiedliche Phasen im Spülzyklus) können vom Leistungssteller unterschiedliche Heizstränge zugeschaltet werden. Dabei wird auch Berücksichtigt, wie die Schalteinheit die Gruppen von Verbrauchselementen auf die einzelnen Phasen des Netzanschlusses verteilt.
  • Dadurch wird es möglich nur noch eine sehr geringe Anzahl unterschiedlicher Heizkörper in den Durchschubspülmaschinen zu verbauen, im Idealfall nur einen einzigen Typ von Heizkörper, was die Maschinenvarianten erheblich, d.h. um bis zu 80 % durch netzunabhängige weltweite (oder zumindest in den gewünschten Zielländern) Einsetzbarkeit der Leistungselektronik und der angesteuerten Heizkörper.
  • Ferner ist es in einer Ausführungsform der Erfindung möglich, die Heizkörper mittels Steckern (und ggf. Kabeln) mit dem Leistungssteller zu verbinden. Das Aufstecken der Heizkörper auf den Leistungssteller bedeutet im Vergleich zur Verschraubung mit den Schützen eine Vereinfachung und Beschleunigung der Montageabläufe.
  • Der Leistungssteller kann es optional ferner ermöglichen, die elektrische Leistung per Halbwellensteuerung zwischen Boiler und Spülwassertank, oder auch zwischen den Boilerheizkörpern zu verteilen. Die Heizleistung in Spülwassertank und Boiler lässt sich dadurch sehr feinstufig einstellen, was eine exakte Regelung der Temperaturen in Spülwassertank und Boiler ermöglicht. Alternativ können die einzelnen Verbraucherelemente auch mit einer Pulsweitenmodulation angesteuert werden, um ihre Leistungsaufnahme zu steuern.
  • Die Steuereinheit der Durchschubspülmaschine kann beispielsweise über einen Bus an den Leistungssteller übermitteln, welche Heizwendel eingeschaltet wird und wie die Leistung zwischen den einzelnen Heizwendeln verteilt wird (Halbwellensteuerung). Die Software der Prozessoreinheit, z.B. ein Mikrocontroller, des Leistungsstellers übernimmt dabei die Ansteuerung der Leistungshalbleiter und sorgt beispielsweise dafür, dass diese im Spannungsnulldurchgang schalten und ein Umschalten zwischen verschiedenen Heizwendeln möglichst flickerfrei geschieht.
  • Fig. 3 zeigt einen Leistungsteller gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, der die Zuführung der Leistung aus dem Niederspannungsnetzes an einen Boilerheizkörper mit vier Heizwendeln, eine Spültankheizung mit einer Heizwendel und an eine Umwälzpumpe steuert. Die Stromzufuhr zur Umwälzpumpe UP kann optional mit einem Sicherheitsrelais 305 unterbrochen werden, z.B. um zu verhindern, dass die Pumpe das Spülwasser umwälzt, wenn die Haube/Tür der Spülmaschine geöffnet wird. Der Leistungsteller 300 der Spülmaschine besitzt eine Netzeingangsklemme 301, die als Steckverbinder ausgeführt ist und mit dem bauseitigen Netz verbunden wird. In dem gezeigten Beispiel ist die Netzeingangsklemme 301 als 4-poliger Stecker ausgeführt und entsprechend werden vier Leiter der Konfigurations-Schalteinheit 302 zugeführt. Die Leiter werden mit L1, L2, L3 und N bezeichnet, wobei N der Nullleiter ist und an den Leitern L1, L2, L3 die bis zu drei Phasen des Niederspannungsnetzes anliegen. Es ist aber auch möglich noch zusätzlich einen PE (Protective Earth) Leiter vorzusehen und die Netzeingangsklemme 301 entsprechend als fünfpoligen Stecker auszuführen.
  • Eine Messvorrichtung 303 ist in Fig. 3 vor der Konfigurations-Schalteinheit 302 mit den Leitern L1, L2, L3 und N verbunden. Die Messeinrichtung 303 misst für jeden der drei Leiter L1, L2, L3, ob an ihm eine Phase des bauseitigen Niederspannungsnetzes anliegt und wenn dies der Fall ist, die Phasendifferenz zwischen den einzelnen Leitern. Ferner kann die Messeinrichtung 303 auch die an den jeweiligen Leitern L1, L2, L3 anliegende Spannung erfassen. Anhand dieser Messgrößen kann die Prozessoreinheit 307 ermitteln, welcher Typ eines Niederspannungsnetzes mit der Netzeingangsklemme verbunden wurde. Die Prozessoreinheit 307 kann so einphasige und dreiphasige Niederspannungsnetze unterscheiden, die Spannung des Niederspannungsnetzes erkennen und anhand der Phasendifferenzen erkennen, ob es sich um ein dreiphasiges Sternnetz (mit Nullleiter) oder ein Dreiecksnetz (ohne Nullleiter) handelt.
  • Bei der Installation der Spülmaschine in einem einphasigen Niederspannungsnetz kann die ein Phase des Netzanschlusses 301 lediglich mit einem der Leiter L1, L2, L3 (z.B. Leiter L1) verbunden sein. In diesem Fall erkennt die Messeinrichtung 303 das einphasige bauseitige Niederspannungsnetz daran, dass nur einer der Leiter (z.B. L1) eine Wechselspannung aufweist. Wenn die Prozessoreinheit 307 anhand der Messergebnisse der Messvorrichtung 303 ein einphasiges Niederspannungsnetz erkennt, veranlasst er die Konfigurations-Schalteinheit 302 alle Gruppen von Verbrauchselementen mit der einen Phase zu verbinden.
  • Wird die Spülmaschine an ein dreiphasiges Niederspannungsnetz angeschlossen, so kann es sich um ein Sternnetz (L1, L2, L3 und N angeschlossen) oder ein Dreiecksnetz (L1, L2 und L3 angeschlossen) handeln. Die Messeinheit vergleicht die Phasenlagen Sternspannungen UL1-N, UL2-N und UL3-N miteinander. Ist der Nullleiter nicht angeschlossen, so läuft dieser über eine Schaltung in der Messeinheit 303 synchron zu einer der Phasen L1, L2 oder L3. Über die Phasenlage errechnet die Messeinheit 303, ob es sich um ein Dreiecksnetz oder Sternnetz handelt.
  • In einer anderen Ausführungsform kann die Konfigurations-Schalteinheit 302 auch "manuell" implementiert werden. Dazu werden anstelle von Prozessoreinheit-gesteuerten Konfigurations-Schaltern (Kurschluss-)Klemmen manuell bei der Installation der Spülmaschine verwendet, um die entsprechend dem Netztyp notwendige Verschaltung der Leiter L1, L2, L3 und N zu erreichen. In einem einphasigen Spannungsnetz werden die Leiter L1, L2 und L3 mit Hilfe von Kurzschluss-Klemmen oder Brücken kurzgeschlossen, so dass die gleiche Phase an allen drei Leitern des Netzanschlusses anliegt. In diesem Falle kann die Prozessoreinheit 307 anhand der Messergebnisse der Messvorrichtung 303, d.h. anhand der nicht vorhandenen Phasendifferenz (Phasendifferenz = 0) erkennen, dass es sich um eine einphasiges Spannungsnetz handelt.
  • Für ein Sternnetz müssen keine Kurzschluss-Klemmen oder Brücken vorgesehen werden, so dass die Messvorrichtung 303 den Netztyp wie zuvor beschrieben erkennen kann. Für ein Dreiecksnetz wiederum müssen die Leiter L1, L2, L3 und N mit Hilfe von Kurzschluss-Klemmen oder Brücken so verschalten werden, dass die (Gruppen der) Verbraucherelemente wie in Fig. 6 gezeigt mit den Phasen verbunden werden, d.h. der bauseitig (nicht vorhandene) Nullleiter nicht genutzt wird.
  • Optional wäre es auch denkbar, dass der Stecker des Anschlusskabels die einzelnen Phasen bereits richtig auf die Netzanschlussklemme der Spülmaschine überträgt.
  • Sofern Kurzschlussbrücken bei der Installation der Spülmaschine gesetzt werden (oder ein entsprechend konfigurierter Stecker zum Einsatz kommt), ist zu beachten, dass die Messvorrichtung 303 erst nach diesen mit den einzelnen Leitern L1, L2, L3 und N verbunden sein kann. Entsprechend müssen in diesem Fall die gesetzten Brücken bei der Erkennung des Netztyps von der Messvorrichtung 303 berücksichtigen werden.
  • In dem in Fig. 3 gezeigten Beispiel veranlasst die Prozessoreinheit 307 den Konfigurations-Schalteinheit 302 für den Fall, dass ein Sternnetz erkannt wird (und damit ein Nullleiter vorliegt), die Konfigurations-Schalter 312 so zu schalten, dass sie die Schalter T1-T6 der Schalteinheit 304 mit dem Nullleiter N verbinden. Für den Fall, dass ein Dreiecksnetz erkannt wurde (und damit kein Nullleiter vorliegt), veranlasst die Prozessoreinheit 307 die Konfigurations-Schalteinheit 302 die Konfigurations-Schalter 312 so zu schalten, dass sie die Schalter T1, T2, T4, T5 und T6 der Schalteinheit 304 mit dem Leiter L3 verbindet und T3 mit L2. Ferner veranlasst die Prozessoreinheit 307 die Konfigurations-Schalteinheit 302, die Leiter L1, L2, L3 und N (Sternnetz) bzw. Leiter L1, L2 und L3 (Dreiecksnetz) mit den elektrischen Verbraucherelementen, d.h. im Ausführungsbeispiel mit den Heizwendeln der Heizkörper und der Umwälzpumpe zu verbinden.
  • Fig. 4 zeigt eine beispielhafte Verschaltung der elektrischen Verbraucherelemente, d.h. der vier Wendeln (B1.1, B1.2, B1.3 und B1.4) des Boilerheizkörpers, der Wendel (T1.1) des Spültankheizkörpers und der Umwälzpumpe in Fig. 3 in einem Sternnetz. Fig. 5 zeigt eine beispielhafte Verschaltung der elektrischen Verbraucherelemente, d.h. der vier Wendeln (B1.1, B1.2, B1.3 und B1.4) des Boilerheizkörpers, der Wendel (T1.1) des Spültankheizkörpers und der Umwälzpumpe in Fig. 3 in einem Wechselstromnetz. Fig. 6 zeigt die Verschaltung in einem Dreiecksnetz. Die Schalter T1 bis T6 zeigen die einzelnen Schalter der Schalteinheit 304 in Fig. 3.
  • Die einem jeden erkannten Niederspannungsnetz entsprechende Verschaltung der Konfigurations-Schalter S1-S4 der Konfigurations-Schalteinheit 302 kann beispielweise werkseitig in einer Speichereinrichtung 308 des Leistungstellers (z.B. ein ROM, EEPROM, oder ein anderer, lesbarer und optional schreibbarer, nichtflüchtiger Speicher) hinterlegt sein. Die Prozessoreinheit 307 kann dann in Abhängigkeit vom erkannten Niederspannungsnetz die entsprechen Konfigurations-Informationen für die Konfigurations-Schalter S1-S4 aus der Speichereinheit 308 auslesen und die Konfigurations-Schalteinheit 302 veranlassen, die Konfigurations-Schalter S1-S4 entsprechend zu schalten.
  • Wie in Fig. 3 ersichtlich, werden die Leiter L1, L2, L3 und der Nullleiter N (sofern bauseitig vorhanden) so mit den elektrischen Verbraucherelementen verschaltet, dass jeder der Leiter L1, L2 und L3 und der Nullleiter N (sofern bauseitig vorhanden) mit einer Gruppe von mehreren Verbraucherelementen verbunden wird. Jedes Verbraucherelement ist ferner über einen Schalter der Schalteinheit 304 schaltbar, wobei der jeweilige Schalter des Verbraucherelements von der Prozessoreinheit 307 geöffnet und geschlossen werden kann. Dadurch kann die Prozessoreinheit 307 den Stromfluss durch die einzelnen Verbraucherelemente individuell steuern. Dies ermöglicht es der Prozessoreinheit 307 die Stromzufuhr an die Verbraucherelemente gezielt an die einzelnen Prozessschritte eines Spülzyklus angepasst zu steuern und gleichzeitig sicherzustellen, dass die von den Verbraucherelementen aufgenommene Leistung nicht die maximal vom erkannten Niederspannungsnetz bereitgestellte Leistung (optional abzüglich einer Leistungsreserve) übersteigt.
  • Die nachstehende Tabelle zeigt beispielhaft für verschiedene Netze, wie die Verbraucherelemente der Tankheizung, Boilerheizung und der Umwälzpumpe bei Priorisierung des Boilers geschaltet werden, wenn ein entsprechender Heizbedarf besteht. Auch andere Kombinationen sind denkbar. Dabei wird von folgenden Leistungen der einzelnen Heizelmente und der Umwälzpumpe bei einer Spannung von 230 Veff ausgegangen. Die Tankheizung besitzt eine Wendel (Verbraucherelemente) T1.1 = 2,5 kW. Die Boilerheizung besitzt vier Wendeln (Verbraucherelemente) B1.1 bis B1.4, mit den Einzelleistungen B1.1 =3 kW, B1.2 =1,8 kW, B1.3 = 3 kW und B1.4 = 3 kW. Die Umwälzpumpe (Verbraucherelement) UP besitzt eine Leistung von 1,5 kW. Tabelle 2
    Typ des Netzes Umwälzphase (Priorität und Heizbedarf im Boiler) Standby (Priorität und Heizbedarf im Boiler)
    Dreiphasen Sternnetz, 400 V, 16 A UP, B1.2, B1.3, B1.4 B1.1, B1.3, B1.4
    Dreiphasen Sternnetz, 400V, 32 A UP, B1.1, B1.2, B1.3, B1.4, T1.1 B1.1, B1.2, B1.3, B1.4, T1.1
    Einphasige Wechselspannung, 230 V, 32 A UP, B1.2, B1.3 B1.3, B1.4
  • Auch hier ist es wiederum möglich, werkseitig in der Speichereinrichtung des Leistungstellers für die jeweilige, zur Verfügung stehende Leistung in den verschiedenen Typen von Niederspannungsnetzen und für die verschiedenen Prozessschritte im Spülzyklus, die jeweiligen Schalterstellungen der Schalter der Schalteinheit 304 abzulegen. Die Prozessoreinheit 307 kann auch hier wieder in Abhängigkeit vom erkannten Niederspannungsnetz und vom jeweiligen Prozessschrittes im Spülzyklus die entsprechen Schaltinformationen für die Schalter T1-T6 der Schalteinheit 304 aus der Speichereinheit 308 auslesen und die Schalteinheit 304 veranlassen, die Schalter T1-T6 der Schalteinheit 304 entsprechend zu schalten.
  • Die jeweilige zur Verfügung stehende Leistung in den verschiedenen Typen von Niederspannungsnetzen hängt ab von Anzahl der Phasen und der Netzspannung und von der Absicherung des Niederspannungsnetzes, d.h. dem maximalen Stromfluss pro Phase. Die Absicherung der Phasen kann beispielsweise durch eine Kodierschaltung bei der Installation der Spülmaschine angegeben werden. Alternativ kann die Absicherung auch vom Benutzer der Spülmaschine programmiert werden und wird in der Speichereinrichtung gespeichert. Die Prozessoreinheit 307 ist in der Lage die Kodierschaltung auszulesen, bzw. die Absicherung der Phasen aus der Speichereinrichtung auszulesen, um so die jeweilige maximale Leistung (pro Phase) des erkannten Niederspannungsnetz zu bestimmen. Entsprechend der so ermittelten Leistung (pro Phase) kann die Prozessoreinheit 307 die entsprechenden Schalterstellungen der Schalteinheit 304 für die jeweiligen Prozessschritte des Spülzyklus aus der Speichereinheit 308 auslesen und die Schalteinheit 304 veranlassen, die Schalter der Schalteinheit 304 entsprechend zu öffnen oder zu schließen.
  • Auch ist es möglich, dass Höhe der Netzspannung durch eine Kodierschaltung bei der Installation der Spülmaschine angegeben werden kann oder alternativ vom Benutzer der Spülmaschine programmiert und in der Speichereinrichtung gespeichert werden kann. In diesem Falle ist es nicht notwendig, dass die Messvorichtung 303 die Netzspannung des bauseitigen Niederspannungsnetzes ermittelt, sondern der Wert kann von der Prozessoreinheit 307 aus der Kodierschaltung, bzw. der Speichereinrichtung 308 ausgelesen werden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist es möglich ganz auf die Messvorrichtung 303 zu verzichten. In diesem Fall wird der Typ des Niederspannungsnetz, an das die Spülmaschine angeschlossen wird, sowie dessen Netzspannung und Absicherung mittels einer oder mehrere Kodierschaltungen eingestellt und von der Prozessoreinheit 307 ausgelesen, um die Konfigurations-Schalteinheit 302 und Schalteinheit 304 entsprechend der kodierten Informationen zu schalten. Alternativ können anstelle der Kodierschaltung(en) die Informationen vom Benutzer der Spülmaschine programmiert und in der Speichereinheit des Leistungsstellers abgespeichert werden. Die Prozessoreinheit 307 kann dann diese Informationen ausgelesen und die Konfigurations-Schalteinheit 302 und Schalteinheit 304 entsprechend steuern.
  • Der in Fig. 3 gezeigte beispielhafte Leistungsteller 300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist mit einer zweistufigen Schaltanordnung versehen. Die erste Stufe entspricht der Konfigurations-Schalteinheit 302, die die Leitungen L1, L2, L3 und N des Netzanschlusses in Abhängigkeit vom erkannten Niederspannungsnetz mit den elektrischen Verbraucherelementen verbindet. Die zweite Stufe entspricht der Schalteinheit 304 und ermöglicht es die Leistungszufuhr an die einzelnen Verbraucherelemente mittels ihrer Schalter T1-T6 zu steuern. In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, diese zwei Stufen in einer einzigen Schalteranordnung zu realisieren. Dazu umfasst der Leistungsteller 300 anstelle der Konfigurations-Schalteinheit 302 und Schalteinheit 304 eine Schaltmatrix mit Schaltern, die es erlauben jedes elektrische Verbraucherelement in Abhängigkeit vom erkannten Niederspannungsnetz (und dessen zur Verfügung gestellter Leistung) und in Abhängigkeit des Prozessschrittes des Spülzyklus mit einem der Leiter L1, L2 und L3 und dem Nullleiter (Sternnetz und einphasiges Wechselspannungsnetz) bzw. mit zweien der Leiter L1, L2 und L3 zu verbinden (Dreiecksnetz).
  • Die Konfiguration des Leistungstellers und insbesondere die Art und Weise, wie die Konfigurations-Schalteinheit 302 und die Schalteinheit 304 durch die Prozessoreinheit 307 geschalten wird, hängt wie erläutert sowohl von der Anzahl und den einzelnen Leistungen der berücksichtigten Verbraucherelemente, als auch vom Niederspannungsnetz ab, an das die Spülmaschine angeschlossen wird (Netztyp, Spannung und Absicherung). Natürlich ist die Erfindung nicht auf die in Fig. 3 gezeigte Anzahl der Verbraucherelemente, insbesondere auf eine 4-wendlige Boilerheizung und eine 1-wendelige Tankheizung beschränkt. Die Boilerheizung und Tankheizung können auch mehr oder weniger Heizwendeln (und damit Verbraucherelemente) besitzen. Dies kann dazu führen, dass der Leistungsteller 300 nicht auf einer einzelnen leistungselektronischen Flachbaugruppe (PCB) implementiert werden kann, sondern dass mehrere Leistungsteller die wiederum unterschiedliche Gruppen an Verbraucherelementen ansteuern können, kaskadiert zum Einsatz kommen. Dazu können die einzelnen Phasen des Niederspannungsnetzes mit den Netzanschlussklemme 301 der parallel geschalteten Leistungsteller 300 verbunden werden.
  • Im Falle der Kaskadierung von mehreren Leistungstellern kann die Steuerelektronik (Steuereinheit) auf einer eigenen elektronischen Flachbaugruppe (PCB) implementiert werden und die notwendigen Steuerinformationen zur Steuerung der Konfigurations-Schalteinheiten 302 und der Schalteinheit 304 per Datenbus an die Leistungssteller, bzw. deren Prozessoreinheiten 307 übermitteln. Die Leistungsteller sind entsprechend mit Datenkabeln mit der Steuereinheit verbunden (vgl. Datenbusanschluss 306).
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft, wie bereits erwähnt, einen energiesparenden Betrieb einer (gewerblichen) Spülmaschine, wie sie zum Beispiel in Bezug auf Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Die Spülmaschine überwacht im Standby-Betrieb die Temperatur von in einem Spülzyklus benötigtem Wasser, das von einem Tank oder Boiler der Spülmaschine bereitgestellt wird und stellt sicher, dass die Wassertemperatur eine gewisse vorgegebene Temperatur nicht unterschreitet. Diese Temperatur ist so gewählt, das bei Start eines Spülganges (d.h. der Spülbetrieb wird aufgenommen und ein Spülzyklus durchlaufen), das Wasser während des Spülzyklus mit gewünschter (Ziel-)Temperatur, zum gewünschten Zeitpunkt und optional (je nach Ausführungsform) auch in gewünschter Menge zur Verfügung gestellt werden kann, um einen hygienischen Spülbetrieb zu ermöglichen. Beispielsweise lassen sich so die Frischwassertemperatur zum Nachspülen des Spülgutes im Boiler und/oder die Spülwassertemperatur im Tank der Spülmaschine überwachen. Entsprechend der gemessenen Temperatur aktiviert und deaktiviert die Spülmaschine die Heizung des Boilers und/oder Spülwassertanks.
  • Gewerbliche Spülmaschinen haben für gewöhnlich kurze Spülzeiten von nur wenigen Minuten. Beispielhaft kann man annehmen, dass eine hygienische Reinigung des Spülgutes dadurch sichergestellt wird, dass das Spülgut mit heißem Wasser aus dem Boiler am Ende eines Spülzyklus nachgespült wird. Aufgrund der sehr kurzen Spülzeiten muss das Frischwasser im Boiler in entsprechend kurzer Zeit von Leistungswassertemperatur (ca. 5°C - 25 °C) auf die gewünschte Temperatur, ca. 85 °C erhitzt werden, weshalb herkömmliche Spülmaschinen die Temperatur des Wassers im Boilers möglichst durchgehend halten, also auch im Standby-Betrieb eine Wassertemperatur von 85° C halten. Ebenso ist wird in herkömmlichen Spülmaschinen die Wassertemperatur im Spülraum der Spülmaschine auf der gewünschten Temperatur gehalten, z.B. ca. 62 °C um den Spülvorgang möglichst ohne Verzögerung starten und abschließen zu können.
  • Die Spülmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erlaubt es, dass während der Standby-Zeit der Spülmaschine die Temperaturen zumindest des Frischwassers im Boiler und optional auch des Spülwassers im Tank abgesenkt werden können und dabei gewisse Mindesttemperaturen nicht unterschreiten.
  • Betrachtet man die für das Frischwasser vorgegebene Temperatur, die nicht unterschritten werden soll, so ist diese so gewählt, dass im Falle des Starts eines Spülgangs der Spülzyklus sofort gestartet und in der gewünschten Zeit abgeschlossen werden kann, jedoch trotzdem eine hygienische Reinigung durch Nachspülen mit ausreichend erhitztem Wasser (z.B. 85 °C) sichergestellt ist. Die vorgegebene Temperatur ist so gewählt, dass der Boiler Frischwasser in gewünschter Menge und mit der gewünschten Temperatur zu Beginn der Nachspülphase im Spülzyklus (oder zumindest für eine ausreichende Zeit innerhalb der Nachspülphase) bereitstellen kann. Geht man zum Beispiel von einem Spülzyklus von 2 Minuten aus und nimmt beispielhaft ferner an, dass das Nachspülen inklusive Abtropfpause 16 Sekunden dauert und 2 Liter heißes Frischwasser benötigt werden, so ist die vorgegebene Temperatur, die nicht unterschritten werden soll, so gewählt, dass das der Boiler die Wassermenge im Boiler innerhalb von 104 sec auf die gewünschte Temperatur von 85 °C erhitzt.
  • Je nach Auswahl des Boilervolumens kann nach Entnahme des Frischwassers für die Nachspülphase noch Restwasser im Boiler verbleiben. Dies bedeutet wiederum, dass die vorgegebene Temperatur für das Frischwasser, die nicht unterschritten werden soll, bei einem kleineren Boilervolumen höher liegen kann als bei einem größeren Boilervolumen. Jedoch kann es aus Sicherheitsgründen (z.B. um Überhitzung/Durchbrennen der Boilerheizung zu vermeiden) trotzdem sinnvoll sein, das Boilervolumen größer als die Menge (Volumen) des benötigten Frischwassers in der Nachspülphase zu wählen, um beispielsweise sicherzustellen, dass die Heizwendeln stets im (Rest-)Wasser verbleiben. Entsprechend kann das Boilervolumen so gewählt sein, dass unabhängig von der gewählten Nachspülmenge die Restwassermenge im Boiler nach dem Nachspülen konstant ist (z.B. 4,5 1).
  • Der Wert der vorgegebenen Frischwasser-Temperatur, die nicht unterschritten werden soll, hängt unter anderem von der Leistung ab, die dem Heizkörper während der zur Verfügung stehenden Zeitspanne (d.h. im vorangehenden Beispiel in den 104 sec) zur Verfügung gestellt werden kann. Diese Leistung kann unter anderem auch von der maximalen Leistung des Niederspannungsnetzes (d.h. Spannung, Anzahl der Phasen und deren Absicherung) abhängen. Natürlich beeinflusst auch (wie erläutert) das Fassungsvolumen des Boilers und die im Boiler verbleibende Restwassermenge, die Leistung der Boilerheizung, bzw. deren Wendeln, die benötigte Wassermenge, als auch die Zeitspanne, die zum Erhitzen des Frischwassers zur Verfügung steht die vorgegebene Temperatur, die nicht unterschritten werden soll.
  • Für eine Spülmaschine, wie sie in Bezug auf Fig. 1 bis Fig. 3 beschrieben wurde, zeigt die nachstehende Tabelle für eine Auswahl unterschiedlicher Leistungen des Niederspannungsnetzes exemplarisch, welche Temperatur des Frischwassers im Standby-Betrieb nicht unterschritten werden sollte, damit 2 oder 3 Liter Frischwasser für die 104 Sekunden nach Zyklusstart beginnende Nachspülphase mit 85 °C zur Verfügung gestellt werden kann. In der nachstehenden Tabelle 3 wird davon ausgegangen, dass nach dem Nachspülen stets eine Restwassermenge von 4,5 1 im Boiler verbleibt. Entsprechend befinden sich nach dem Wiederauffüllen des Boilers 6,5 1 und 7,5 1 Frischwasser im Boiler, die erhitzt werden müssen und anschließend die in der Tabelle 3 dargestellten minimalen Temperaturen nicht unterschreiten sollen. Tabelle 3
    Typ des Netzes Spannung Absicherung Minimale Temperatur des Wassers im Boiler, Nachspülmenge 2,01 Minimale Temperatur des Wassers im Boiler, Nachspülmenge 3,01
    Dreiphasen Sternnetz 400 V 16 A 54 60
    Dreiphasen Sternnetz 400 V 25 A 50 55
    Dreiphasen Sternnetz 400 V 32 A 43 49
    Einphasige Wechselspannung 230 V 32 A 67 70
  • Wie angedeutet kann optional auch sichergestellt werden, dass innerhalb der Umwälzzeit der Spülmaschine, das Spülwasser eine gewisse Zeit eine bestimmte Temperatur, z.B. 62 °C besitzt. Dazu kann beispielweise eine gewisse Spülwassertemperatur vorgegeben werden, die im Standby-Betrieb nicht unterschritten werden soll, damit der Spülzyklus sofort gestartet werden kann und trotzdem das Spülwasser zu einem gewünschten Zeitpunkt des Spülzyklus mit der gewünschten Temperatur zur Verfügung steht. Auf das obige Beispiel zurückkommend, kann beispielweise angenommen werden, dass die Umwälzzeit 104 Sekunden dauert. Entsprechend, kann die gewisse Spülwassertemperatur, die im Standby-Betrieb nicht unterschritten werden soll, so gewählt werden, dass zumindest für eine bestimmte Zeit, z.B. 15, 30 Sekunden oder 45 Sekunden, der Umwälzzeit das Spülwasser (mindestens) eine bestimmte Temperatur, z.B. 62 °C, besitzt. Ähnlich wie in Tabelle 3 verdeutlicht, lassen sich so für unterschiedliche Niederspannungsnetze (und optional für unterschiedliche Spülwassermengen) die jeweiligen minimalen Spülwassertemperaturen, die im Standby-Betrieb nicht unterschritten werden sollen, bestimmen.
  • Das Frischwasser wird oftmals mit einer Temperatur unterhalb der ausgewiesenen minimalen Temperatur des Frischwassers im Boiler zugeführt wird. Bei kleiner Netzanschlussleistung, kann es vorkommen, dass die für das Spülen vom Benutzer geforderten Temperaturen nicht immer zu dem gewünschten Zeitpunkten erreichen lassen, wenn unmittelbar nach Beenden eines Spülzyklus der nächste Spülzyklus gestartet wird. In einem solchen Fall kann die Spülmaschine den Spülzyklus bzw. einen oder mehrere Prozessschritte, in denen eine gewünschte Temperatur zu erreichen ist, entsprechend verlängern, bis die gewünschten Temperaturen vorliegen.
  • Bei der Bestimmung der jeweiligen Temperaturen, die vom Frischwasser im Boiler, bzw. vom Spülwasser im Spültank nicht unterschritten werden sollen, werden in einer Ausführungsform der Erfindung folgende Abhängigkeiten berücksichtigt:
    • Netzspannung und Absicherung am Installationsort (beim Kunden),
    • Die aktuellen Temperaturen und die gewünschten Zieltemperaturen in Boiler und Spülwassertank,
    • Energieverbrauch weiterer Aggregate wie Pumpenmotoren und Wärmepumpen,
    • Zeitpunkte, zu denen das Wasser mit den gewünschten Zieltemperaturen im Spülzyklus bereitstehen soll, d.h. die Spülzeiten und Spülprogramm (Spülzyklus)
    • Nachspülmenge bzw. Spültankinhalt,
    • Restwassermenge, die nach dem Nachspülen im Boiler verbleibt,
    • Konfiguration der Spülmaschine durch den Benutzer,
    • Einhaltung von EMV Normen, z. B. Netzflicker
  • Das Energiemanagement und die Temperaturregelung der Spülmaschine können entweder von der Prozessoreinheit 307 des Leistungsstellers 300 oder von der Steuereinheit der Spülmaschine übernommen werden. Sofern die Steuereinheit dazu eingesetzt wird, übermittelt sie die notwendigen Steuerinformationen per Datenbus an den Leistungssteller, bzw. dessen Prozessoreinheit 307, der die Steuerung der Schalteinheit 304 entsprechend übernimmt. In Fig. 3 ist ein Busanschluss 306 angedeutet, der eine Kommunikation zwischen der Prozessoreinheit 307 und der Steuereinheit (vgl. Fig. 1 und Fig. 2) ermöglicht.
  • Wie in Zusammenhang mit Tabelle 2 diskutiert, kann es für ein vorgegebenes Niederspannungsnetz in den einzelnen Prozesszeiten des Spülzyklus (z.B. Umwälzphase und Nachspülphase) unterschiedliche Kombinationen geben, in denen die Verbraucherelemente der Spülmaschine betrieben werden können, ohne die maximal vom Niederspannungsnetz zur Verfügung gestellte Leistung (ggf. abzüglich einer Sicherheitsmarge) zu überschreiten. Sofern ein hygienisches Spülen durch das Nachspülen mit klarem Wasser erreicht werden soll, ist es sinnvoll, die Boiler-Heizung bei der Leistungszufuhr gegenüber der Tank-Heizung zu priorisieren. So kann sichergestellt werden, dass einem Spülzyklus das Frischwasser zum Nachspülen in gewünschter Menge, mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus vom Boiler zur Verfügung gestellt wird.
  • Soll hingegen das hygienische Spülen durch eine ausreichend hohe Temperatur des Spülwassers ermöglicht werden, dann ist es wiederum sinnvoll, die Tank-Heizung bei der Leistungszufuhr gegenüber der Boiler-Heizung zu priorisieren. Damit wird sichergestellt, dass in einem Spülzyklus das Spülwasser des Spülwassertanks mit gewünschter Temperatur und zum gewünschten Zeitpunkt im Spülzyklus vom Spülwassertank zum Spülen des Spülgutes zur Verfügung gestellt wird.

Claims (14)

  1. Geschirrspülmaschine zum Betrieb in unterschiedlichen Spannungsnetzen, umfassend:
    mehrere elektrische Verbraucherelemente (B1.1-4; T1.1),
    einen Leistungssteller, und
    eine Netzeingangsklemme (301) mit mehreren Leitern (L1, L2, L3, N) zum Verbinden des Leistungsstellers mit den Leitern des bauseitigen Niederspannungsnetzes mit einer Phase oder mehreren Phasen, insbesondere drei Phasen;
    gekennzeichnet dadurch, dass der Leistungsteller umfasst:
    - Mittel zum Erkennen des Typs des Niederspannungsnetzes anhand der dem Leistungsteller zugeführten ein- oder mehrphasigen Netzspannung des bauseitigen Niederspannungsnetzes; und
    - eine Schalteinheit (302) zum elektrischen Verbinden der Leiter der Netzeingangsklemme (301) mit Gruppen der Verbraucherelemente in Abhängigkeit vom erkannten Typ des Niederspannungsnetzes, wobei eine jede Gruppe mindestens ein Verbraucherelement oder mehrere zueinander parallel geschaltete Verbraucherelemente, und mindestens einen Schalter (T1-T6) zur Kontrolle der Leistungszufuhr an die Verbraucherelemente der jeweiligen Gruppe umfasst;
    wobei die Mittel zum Erkennen des Spannungsnetzes umfassen:
    - eine Messeinheit (303) zum Bestimmen der Anzahl der Phasen des bauseitigen Niederspannungsnetzes; und
    - eine Prozessoreinheit (307) zum Erkennen des Typs des Niederspannungsnetzes anhand der ermittelten Anzahl an Phasen.
  2. Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1,
    wobei die Messeinheit (303) angepasst ist die relative Lage der Phasen und/oder die Netzspannung des Niederspannungsnetzes zu bestimmen, und
    die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, den Typ des Niederspannungsnetzes anhand der ermittelten Anzahl an Phasen, und anhand der relativen Phasenlage und/oder der Netzspannung zu erkennen.
  3. Geschirrspülmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, die Schalter (T1-T6) der Gruppen von elektrischen Verbraucherelementen so zu schalten, dass der Gesamtstrom, der den elektrischen Verbraucherelementen zugeführt wird, die Absicherung des Niederspannungsnetzes, optional unter Berücksichtigung einer Sicherheitsreserve, nicht übersteigt,
    wobei die Leistungszufuhr an jedes Verbraucherelement in mindestens einer der Gruppen elektrischer Verbraucherelemente individuell mit einem Schalter (T1-T6) durch die Prozessoreinheit (307) gesteuert werden kann.
  4. Geschirrspülmaschine nach Anspruch 3, wobei die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, mittels der Schalter (T1-T6) der Gruppen elektrischer Verbraucherelemente die Leistungszufuhr zu den elektrischen Verbraucherelementen in Abhängigkeit vom Prozessschritt des jeweiligen Spülzyklus der Spülmaschine zu schalten.
  5. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Prozessoreinheit angepasst ist, die Absicherung des Niederspannungsnetzes aus einem Speicher des Leitungsstellers oder der Spülmaschine, oder einer entsprechend der Absicherung manuell kodierten Kodierschaltung auszulesen.
  6. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Leistungssteller einen Speicher (308) umfasst, der Konfigurations-Informationen speichert, die angeben, wie die Prozessoreinheit (307) in Abhängigkeit vom erkannten Typ des Niederspannungsnetzes und dessen Absicherung die Schalteinheit (304) veranlassen muss, die Schalter (T1-T6) der einzelnen Gruppen elektrischer Verbraucherelemente zu schalten, damit die Leistung des bauseitigen Niederspannungsnetzes so an die elektrischen Verbraucherelemente der Geschirrspülmaschine verteilt wird, dass der Gesamtstrom die Absicherung des Niederspannungsnetzes, optional unter Berücksichtigung einer Sicherheitsreserve, nicht übersteigt.
  7. Geschirrspülmaschine nach Anspruch 6, wobei der Speicher (308) die Widerstandswerte der einzelnen elektrischen Verbraucherelemente der Spülmaschine speichert.
  8. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, Konfigurations-Informationen aus dem Speicher (308) für das jeweilige erkannte Niederspannungsnetz und dessen Absicherung auszulesen und anhand der ausgelesenen Konfigurations-Informationen die Schalter der Stellungseinheit zu schalten,
    wobei die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, die Spannung des Niederspannungsnetzes aus einem Speicher (308) des Leitungsstellers oder der Spülmaschine auszulesen.
  9. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Schalteinheit (302) angepasst ist, jede Phase der Netzspannung mit einer Gruppe elektrischer Verbraucherelemente schaltbar zu verbinden.
  10. Geschirrspülmaschine nach Anspruch 9, wobei die Schalteinheit (302) Schalter (S1-S4) zum Verbinden jeder Phase der Netzspannung mit einer Gruppe elektrischer Verbraucherelemente aufweist und
    wobei die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, die Schalter (S1-S4) in Abhängigkeit vom erkannten Typ des Niederspannungsnetzes zu schalten, um so die Leiter der Netzeingangsklemme (301) in Abhängigkeit vom erkannten Typ des Niederspannungsnetzes mit Gruppen der Verbraucherelemente elektrisch zu verbinden.
  11. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schalteinheit (302) weiter Schalter umfasst, um einzelne Leiter der Netzeingangsklemme (301) kurzzuschließen, und die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, die Schalter in Abhängigkeit vom erkannten Typ des Niederspannungsnetzes zu schalten, um einzelne Leiter der Netzeingangsklemme (301) miteinander kurzzuschließen.
  12. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Leistungssteller für die Verbraucherelemente mehrere Leistungsregler, insbesondere einen Pulsweitenmodulatoren umfasst, um die an die Verbraucherelemente abzugebende Leistung zu reduzieren, wobei ein jeder Leistungsregler angepasst ist, die reduzierte Leistung jeweils einem oder mehreren der elektrischen Verbraucherelemente zuzuführen.
  13. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Spülmaschine ferner eine Steuereinheit umfasst, die über einen Datenbus mit der Prozessoreinheit (307) des Leistungstellers kommuniziert, und
    die Prozessoreinheit (307) angepasst ist, von der Steuereinheit Steuersignale für die elektrischen Verbraucherelemente der Spülmaschine zu empfangen, und die Zufuhr von Leistung an die jeweiligen Verbraucherelemente entsprechend der Steuersignale zu steuern.
  14. Geschirrspülmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Netzeingangsklemme (301) und/oder die jeweiligen Anschlüsse der Verbraucherelemente der Spülmaschine als lösbares Verbindungselement, insbesondere als Stecker ausgeführt sind.
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