EP4196446A1 - Decalcifying water in a water-carrying domestic electrical appliance - Google Patents
Decalcifying water in a water-carrying domestic electrical applianceInfo
- Publication number
- EP4196446A1 EP4196446A1 EP21755367.6A EP21755367A EP4196446A1 EP 4196446 A1 EP4196446 A1 EP 4196446A1 EP 21755367 A EP21755367 A EP 21755367A EP 4196446 A1 EP4196446 A1 EP 4196446A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- water
- intercalation
- household appliance
- electrical household
- process water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 351
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 165
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims abstract description 157
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims abstract description 157
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 73
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 48
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 158
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 8
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 4
- 238000010411 cooking Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 18
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 16
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 description 11
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- -1 transition metal sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910015136 FeMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020042 NbS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004211 TaS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 229910003092 TiS2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000002308 calcification Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000026058 directional locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J kaolinite Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000008237 rinsing water Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/4602—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods for prevention or elimination of deposits
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2301/00—General aspects of water treatment
- C02F2301/04—Flow arrangements
- C02F2301/046—Recirculation with an external loop
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/22—Eliminating or preventing deposits, scale removal, scale prevention
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2307/00—Location of water treatment or water treatment device
- C02F2307/12—Location of water treatment or water treatment device as part of household appliances such as dishwashers, laundry washing machines or vacuum cleaners
Definitions
- the invention relates to a water-carrying electrical household appliance, having a water filter with a filter volume, the filter volume being set up to filter out interfering ions from water to be decalcified, and water that has passed through the filter can be removed as process water for operating at least one water-carrying functional unit of the electrical household appliance.
- the invention also relates to a method for operating a water-bearing electrical household appliance in which decalcified service water is produced.
- the invention can be applied particularly advantageously to cooking appliances, in particular with a steam treatment function, laundry care appliances and rinsing appliances.
- Household appliances require water to operate or to provide certain functions.
- This water can be made available to a household appliance (a) manually (e.g. by manually filling a water tank), refilling being requested by a signal if the water tank is empty. This is often the case with cheaper steamers (e.g. ovens with a steamer function), coffee machines, etc.
- the water can be made available to the household appliance automatically, for example through a fresh water connection, from which the household appliance draws off the required amount of water when required. This is usually the case, for example, with washing machines, dishwashers, expensive steamers, etc.
- the quality of the water used by the household appliance should be so "good” that the household appliance is not damaged by the water drawn off.
- the definition of "good water quality” usually corresponds to a sufficiently low lime content in the water, which is also referred to as "water hardness", so that limescale deposits in the device (e.g. on radiators, in or on pipes) or on treated goods (e.g. on food, cutlery, glasses, accessories, etc.) should be avoided as far as possible.
- the lime deposits are typically formed by means of hardness components such as calcium, magnesium, carbonates and possibly traces of various other substances such as strontium, barium, etc. or their ions. To simplify the description such water-soluble hardness components are summarized below under the term "contaminants”.
- salt regeneration requires expensive equipment components.
- the salt is drained from the device with sewage, which is harmful to sewage treatment plants.
- a water-carrying electrical household appliance having at least one water filter in the form of an intercalation filter with at least one intercalation volume, the intercalation volume being set up to store ions of impurities dissolved in water (also referred to below as “interference ions”) from the water to be decalcified , and the water that has flowed through or has passed through the intercalation filter can be removed for operating the household electrical appliance.
- the intercalation volume does not require any additional chemicals to bind interfering ions, since the interfering ions are bound by intercalation in chemical compounds (“intercalation compounds”), with the chemical compounds not significantly changing their structure during the intercalation process. Filtering by intercalation is therefore particularly environmentally friendly and user-friendly.
- an intercalation filter can be implemented particularly easily.
- the necessary cleaning effort is also significantly reduced, since the service life of the intercalation volume is around a factor of two to five longer than that of filters in conventional decalcifying systems. This in turn massively reduces the consumption of descaling agent. Ideally, no more descaling agents are needed over the lifetime of the appliance (steamer).
- an “intercalation volume” is understood to mean, in particular, a substance volume that consists entirely or partially of intercalation material, possibly of intercalation material with a support structure.
- the intercalation material can have one or more intercalation compounds.
- the water that has passed through the intercalation filter can have at least partially interacted with at least one intercalation volume, i.e. the water has flowed through the intercalation volume and/or flowed past it, so that at least some of the interfering ions dissolved in the water could be stored in the intercalation material.
- This removal of interfering ions from the water reduces its hardness. Water that has been softened or decalcified in this way can be used as process water by the electrical household appliance.
- the at least one intercalation compound can include, for example, quasi-metallic layers in graphite or in the transition metal sulfides NbS2 or TaS2, semiconductive systems such as TiS2 and SnS2 and nonconductive compounds such as clay minerals (e.g. kaolinite). It has turned out to be particularly advantageous for use for water decalcification if the intercalation compound has or consists of FeMn(CN)e or MnFe(CN)e.
- the interfering ions can include, in particular, ions of limescale or hardeners such as Ca 2+ , Mg 2+ and their carbonates, etc., dissolved in water.
- the intercalation volume can be designed in particular to store positively charged interfering ions (cations). This is advantageous because ions of hardness constituents, which are often present as cations, dissolved in water can then be removed particularly effectively from the water to be decalcified by storage in the intercalation volume.
- the water-carrying electrical household appliance can be a household appliance in the sense of white goods. It can be a large household appliance (e.g. a cooking appliance such as a steamer and an oven with steamer functionality, a laundry treatment appliance such as a washing machine and washer-dryer, a dishwasher, etc.) or a small household appliance (e.g. a coffee machine, a kettle, an iron, etc.).
- the at least one water-carrying functional unit can be, for example, an evaporator for generating steam for steaming food to be cooked, a water heater for rinsing water, washing water or liquor, for making coffee or tea, etc.
- the intercalation filter can have one or more intercalation volumes.
- the intercalation filter has at least one filter housing with a service water chamber and a process water chamber, the two chambers are separated from one another in a manner that is practically impermeable to water, the two chambers are separated from one another so that they are permeable to interference ions of at least a first polarity, and the service water chamber has at least one intercalation volume is assigned, which is set up to store interfering ions of a second polarity.
- This configuration has the advantage that second polarity interfering ions are removed from the water to be decalcified that is filled into the service water chamber by intercalation into the intercalation volume, while first polarity interfering ions can get from the service water chamber into the process chamber, eg by diffusion.
- the resulting "filtered" water can be removed as process water for operating the electrical household appliance from the process water chamber.
- the fact that the two chambers are separated from one another "practically" impermeable to water can include that they are separated from one another in a watertight manner or that only so little water can flow from one chamber into the other chamber that the function of the intercalation filter is not noticeably impaired.
- the two chambers can be separated from one another, for example by a dividing wall which has a high flow resistance to water.
- the fact that the two chambers are separated so that they are permeable to interference ions of at least one first polarity means that they can also be separated so that they are permeable to interference ions of both polarities, ie both anions and cations can be exchanged between the chambers.
- This can be implemented, for example, in such a way that at least one intercalation volume is accommodated in the service water chamber and/or at least one intercalation volume delimits the service water chamber or serves as a wall of the service water chamber. The latter case can occur, for example, when an intercalation volume is used as a partition between the process water chamber and the process wall chamber.
- the first polarity is an electrically negative polarity and the second polarity is an electrically positive polarity.
- Interference ions of the first polarity then correspond to anions, and interference ions of the second polarity to cations.
- cations can be intercalated in the intercalation volume and anions can be exchanged between the chambers.
- the first polarity is an electrically positive polarity and the second polarity is an electrically negative polarity.
- Interference ions of the first polarity then correspond to cations, and interference ions of the second polarity to anions.
- anions can be intercalated in the intercalation volume and cations can be exchanged between the chambers.
- At least a first electrode of a pair of electrodes is accommodated in the process water chamber and at least a second electrode of the pair of electrodes is accommodated in the process water chamber.
- the first electrode can be operated with the first polarity, while the second electrode can be operated with the second polarity.
- the first electrode may be operable with the second polarity while the second electrode is operable with the first polarity.
- an electrode is operated with an electrically positive polarity, it can also be referred to as a positive pole, otherwise as a negative pole.
- anions are shifted from the process water chamber to the process water chamber.
- cations can be stored in the intercalation volume.
- This configuration is also advantageous because by reversing the polarity of the electrodes during a cleaning phase, the interfering ions embedded in the intercalation volume can be at least partially removed again, as a result of which particularly simple automatic cleaning of the intercalation filter can be achieved.
- a voltage applied between the two electrodes of the pair of electrodes is approximately 1 V, in particular less than 1.23 V. In this way, the advantage is achieved that electrolysis of the water and thus hydrogen formation is reliably prevented in practice.
- At least one electrode is produced as a component that is separate from an intercalation volume. This advantageously enables a particularly simple manufacture.
- At least one of the two electrodes consists at least partially of electrically conductive intercalation material ("intercalation electrode").
- intercalation electrode electrically conductive intercalation material
- Intercalation material suitable for this purpose can contain, for example, 60% to 70% carbon, for example graphite intercalation compounds.
- Intercalation electrodes, which consist almost entirely of electrically conductive intercalation material can have, for example, metallic connection lugs or the like, via which they are connected to a voltage source.
- the electrodes can be designed, for example, as—in particular flat or flat—meshes or mats or as “tissue balls”.
- Metallic electrodes or electrode areas can be in the form of metal foils, sheets or plates perforated in the manner of a sieve.
- the electrodes can be surface treated, e.g. coated, for a particularly long service life.
- a voltage difference is applied to the electrodes of a pair of electrodes, an electric field similar to an electric field generated between capacitor plates is generated between them.
- the at least one intercalation volume is arranged in a non-crossing arrangement between a water inlet and a water outlet of the process water chamber and/or the process water chamber. Water running through one or both of these chambers does not need to flow through an intercalation volume - e.g. arranged transversely to the direction of flow.
- This configuration has the advantage that a high volume flow of water can be maintained through the at least one chamber, since there is no flow obstacle in the form of an intercalation volume between the water inlet and the water outlet.
- the incorporation of the interfering ions of the process water in the intercalation volume - e.g.
- the interfering ions are moved by the electric field applied between the electrodes of the pair of electrodes in the direction of the intercalation volume, where they are stored can become.
- the at least one intercalation volume is arranged in a crossing arrangement between a water inlet and a water outlet of the service water chamber and / or the process water chamber is arranged. Water flowing through one or both of these chambers then flows through the intercalation volume arranged transverse to the direction of flow.
- This configuration has the advantage that electrodes can also be dispensed with.
- the intercalation volume is then advantageously water-permeable, in particular designed to be highly water-permeable.
- the service water chamber is separated from the process water chamber by a separating layer or separating wall, which has at least one intercalation volume or consists of intercalation volumes.
- a separating layer or separating wall which has at least one intercalation volume or consists of intercalation volumes. This enables a particularly compact design of the intercalation filter.
- Such a separating layer can only be slightly permeable to water, since it has a high flow resistance, for example when it is designed as a dense fabric made of intercalation material (having one or more intercalation compounds).
- the process water chamber is separated from the process water chamber by a membrane that is impermeable to water and permeable at least to the interfering ions of the first polarity (which in particular itself has no intercalation material) and the intercalation volume is accommodated at least in the process water chamber.
- the membrane layer can be impermeable to interfering ions of the second polarity, which advantageously prevents these interfering ions from diffusing from the process water chamber into the service water chamber.
- the membrane can be referred to as an ion exchange membrane.
- the intercalation volume is advantageously designed to be water-permeable in order to provide a large surface area for the incorporation of interfering ions and thereby increase the softening effectiveness.
- At least one intercalation volume is accommodated in the process water chamber.
- interfering ions can also be removed from the process water by being stored in an intercalation volume.
- a diffusion pressure built up by the difference in concentration of these interfering ions between the two chambers is reduced, so that descaling effectiveness can be increased.
- the advantage is also achieved in this way that Process water is better suited for possible mixing with service water at the beginning of a softening process, since it then has fewer positively charged interfering ions than fresh water.
- the intercalation material located in the service water chamber corresponds to an intercalation material in the process water chamber. It is a further development that the intercalation material in the service water chamber differs from the intercalation material in the process water chamber, e.g. with regard to the type of interfering ions stored.
- the type and number of the intercalation material or the intercalation compound that can have an intercalation volume is not limited.
- An intercalation volume can also have several different intercalation materials which, for example, store interfering ions of different polarity, different interfering ions of the same polarity, etc.
- the service water chamber or a water outlet thereof can be connected to a service water tank from which the service water for operating the electrical household appliance can be removed.
- a service water tank from which the service water for operating the electrical household appliance can be removed.
- the descaling process can also be carried out as an independent process.
- the tank can also be referred to as a reservoir.
- the process water chamber or a water outlet thereof can be connected to a process water tank that can be emptied—automatically or on the user side.
- a process water tank that can be emptied—automatically or on the user side.
- water can be passed through the service water chamber and/or through the process water chamber in a continuous flow or in a circuit.
- water is only passed through the associated chamber once, and then for the case of the process water, drained or, in the case of the service water, delivered to the water-using entity and/or stored in the service water tank.
- the water is circulated several times in succession through the associated chamber. The transport of the water can be made possible by appropriate pumps.
- the process water is circulated through the process water chamber, which enables the process water to be decalcified to a particularly high degree.
- the circuit can include, for example, the service water chamber and, if present, the service water tank.
- the process water can be routed through the process water chamber either in a continuous flow or in a circuit.
- corresponding valves e.g. shut-off valves
- the process water is conducted through the process water chamber.
- This has the advantage that the concentration of interfering ions in the process water chamber remains low compared to circulation operation, which means that a larger quantity of interfering ions in the first charge can get from the service water chamber into the process water chamber, since diffusion resistance is comparatively low.
- the process water is guided through the process water chamber in a circulating manner, which advantageously greatly reduces the amount of process water required to operate the intercalation filter compared to continuous operation.
- the circuit can include, for example, the process water chamber and, if present, the process water tank.
- it is monitored when the concentration of interfering ions in the process water reaches or exceeds at least a predetermined level, and at least one action to replace the process water is triggered in this case.
- the at least one action can include, for example, automatically draining the process water and/or issuing a message to a user to drain the process water.
- the monitoring can be carried out independently by a user. In this way he can automatically trigger or carry out the draining of the process water if he has the impression that draining is necessary.
- the electrical household appliance is set up to automatically monitor when the concentration of interfering ions in the process water reaches or exceeds at least a predetermined level and then at least one action to replace the process water is triggered. This enables a particularly reliable monitoring of a suitable replacement of the process water.
- the device has a permanent waste water connection to the house drainage system, draining can take place automatically. This draining takes place particularly advantageously at night, so that any use of the device is not impeded. If there is no permanent waste water connection, the user must dispose of the process water manually, e.g. by removing and emptying removable water tanks.
- the point in time when the concentration of the interfering ions in the process water reaches or exceeds at least a predetermined level can be indirectly detected with automatic monitoring, for example, by the fact that the useful life of the intercalation filter reaches or exceeds a predetermined threshold value and/or that an amount of process water that has passed through the intercalation filter or the process water chamber reaches or exceeds a predetermined threshold value.
- the hardness of externally supplied water, the process water currently running through or circulating and/or the process water currently running through or circulating can be used.
- other parameters such as salinity, oxygen content, water temperature, etc. can be taken into account.
- These influencing variables can, for example, be determined using known values at the installation site of the electrical household appliance (e.g. using a known regional water hardness) and/or measured on the appliance side.
- the water hardness e.g. an average degree of hardness
- the level can be adjusted to the water hardness in order to obtain a particularly advantageous point in time for draining the process water.
- the point in time can be determined by means of a sensor or a sensor system which measures a concentration of interfering ions in the service water and/or in the process water. From this, a particularly advantageous point in time for draining/replacing the process water can be determined for the local usage situation.
- a further advantage is that a possible malfunction or aging or fatigue of the intercalation filter can then be detected.
- the household electrical appliance is set up to monitor the concentration of the interfering ions in the process water using cyclic voltammetry.
- cyclic voltammetry the differences in the atomic masses of the interfering ions are used.
- the atomic mass of calcium is around 40
- the atomic mass of magnesium around 24.3
- the relevant masses of carbonates are considerably higher.
- a stepped current curve will therefore set in with a continuously increasing voltage. From the expression of these current levels, it can be automatically estimated which charge carriers are in the water (identification of impurities) and how many charge carriers are in the water (estimation of the concentration).
- the necessary measurement voltages are typically in the range between about 1 volt and 2 volts.
- one or more cleaning and/or service procedures can be carried out, e.g. flushing the chambers, reversing the electrode polarity in order to trigger intercalation volumes embedded interference ions, adding decalcification agent, replacing at least one intercalation volume, etc.
- the object is also achieved by a method for operating a water-carrying electrical household appliance in which decalcified service water is produced by interfering ions being stored in an intercalation volume of an intercalation filter of the electrical household appliance.
- the method can be designed analogously to the electrical household appliance and has the same advantages.
- FIG. 1 shows a sketch of a water-carrying electrical household appliance in the area of its intercalation filter
- FIG. 2 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a first embodiment
- FIG. 3 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a second embodiment
- FIG. 4 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a third embodiment
- FIG. 5 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a fourth exemplary embodiment
- FIG. 6 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a fifth exemplary embodiment.
- Fig. 1 shows an outline of a water-bearing electrical household appliance 1, e.g. an oven with a steam treatment function.
- the household electrical appliance 1 has an intercalation filter 2, which serves to reduce a quantity of disruptive ions in the water W to be used by the household electrical appliance, e.g. to slow down calcification.
- the intercalation filter 2 has at least one filter housing 3 with a service water chamber 4 and a process water chamber 5 .
- Water W taken from the service water chamber 4 is ion-reduced, while water W taken from the process water chamber 5 has an increased proportion of ions and is intended in particular for disposal.
- the two chambers 4 and 5 are separated from one another so that they are impermeable to water and permeable to ions of a first polarity (here, for example, to negatively charged anions).
- a corresponding partition 6 is drawn in, which at the same time serves as an intercalation volume 7 and which is set up to store interfering ions of a second polarity (cations). Since the dividing wall 6 adjoins the service water chamber 4 and cations located in the service water chamber 4 can therefore be stored in the intercalation volume 7, the intercalation volume 7 is “assigned” to the service water chamber 4.
- At least one first electrode 8 of a pair of electrodes 8, 9 is accommodated in the service water chamber 4, which can be operated, for example, as an electrical positive pole, and at least one second electrode 9 of the pair of electrodes 8, 9 is accommodated in the process water chamber 5, which can be operated, for example, as an electrical negative pole is.
- a voltage difference is applied to the electrodes 8, 9, cations in the process water chamber 4 are increasingly moved into or through the intercalation volume 7 and are at least partially bound in the intercalation volume 7.
- the water hardness in the service water chamber 4 is reduced by this forced movement of the cations through the intercalation volume 7 .
- a fresh water supply line 10 which can be connected to a water line or a water tank (not shown).
- the fresh water supply line 10 has a particle filter 11 and a shut-off valve 12 .
- the particle filter 11 is used, for example, to filter dust, sand, lint, deposits, etc.
- the household electrical appliance 1 also has a shut-off valve 13 which is fluidically connected to the shut-off valve 12 on the one hand and to a shut-off valve 15 via a particle filter 14 on the other hand.
- the shut-off valve 15 is connected to a water inlet of the service water chamber 4 .
- a shut-off valve 16 which is fluidically connected to the shut-off valve 12 on the one hand and to a shut-off valve 18 via a particle filter 17 on the other hand.
- the shut-off valve 18 is connected to a water inlet of the process water chamber 5 .
- Process water is drained from the process water chamber 4 into a process water tank 19 , while the process water is drained into a process water tank 20 .
- Process water tank 19 and/or process water tank 20 can each be permanently installed or alternatively designed to be removable.
- the electrical household appliance 1 also has a first pump 21 which is intended to pump water from the service water tank 19 back into the service water chamber 4 .
- a pressure side of the pump 21 is connected here, for example, to an outlet side of the shut-off valve 13 and an inlet side of the particle filter 14, that is to say it opens out On the outlet side between shut-off valve 13 and particle filter 14 .
- a second pump 22 is present, which is intended to pump water from the process water tank 20 back into the process water chamber 5 .
- a pressure side of the pump 22 is connected here, for example, to an outlet side of the shut-off valve 16 and an inlet side of the particle filter 17, i.e. it opens out between the shut-off valve 16 and the particle filter 17.
- the service water tank 19 is connected on the outlet side to a further shut-off valve 23, which on the other hand is connected to a shut-off valve 24, which in turn is connected to a general drain of the electrical household appliance 1, and a shut-off valve 25, which on the other hand serves as a service water connection for water-carrying consumers or functional units of the electrical household appliance 1. connected.
- a shut-off valve 26 which can shut off the process water chamber 5 and the process water tank 20 from the shut-off valves 24 and 25 .
- shut-off valves 12, 13, 15, 16, 18 and 23 to 26 and the pumps 21 and 22 can be controlled by the electrical household appliance 1, e.g. by means of a corresponding control device (not shown).
- the initially empty intercalation filter 2 can be filled with fresh water, for which purpose the valves 12, 13, 15, 16 and 18 have been opened and the remaining valves 23 to 26 are closed, for example.
- a filter process can then be started - eg by a user or automatically.
- the flow of process water can be continuous or circulating.
- the process water chamber 5 is always supplied with fresh water. Since the concentration of the substances to be removed in the process water is minimal, the process water is decalcified particularly quickly.
- the valves 12, 16, 18, 24 and 26 can be opened continuously or in phases, for example, so that fresh water can flow through the filter 11, the valve 12, the valve 16, the filter 17, the valve 18, the process water chamber 5, the valve 16 and the valve 24 flows into the drain of the electrical household appliance 1.
- the process water can be circulated.
- the water consumption is advantageously kept low, but the filter effect decreases with increasing concentration of the substances to be removed in the process water. Accordingly, the time required to achieve a defined decalcification of the process water will increase.
- the circulatory operation of the process water can be carried out, for example, by closing the valves 16 and 26, opening the valve 18 and activating the second pump 22.
- process water If the process water is circulated, at some point the concentration of impurities in the process water will be so high that the filter effect of the intercalation filter 7 will drop to an unacceptable level, since it takes too long to generate a certain amount of process water. This point in time can be delayed by the presence of the—optional—process water tank 20 . When this point is reached, the highly concentrated process water must be drained and replaced. The highly concentrated process water can be replaced with fresh water, for example by opening valves 24 and 26 or valves 12, 16 and 18. To improve the filter effect right at the beginning after refilling the process water chamber 5, it is advantageous to use process water as new process water to be used, e.g. by removing it from the service water tank 19.
- the filter system When replacing the process water, it may generally be beneficial to perform a thorough rinsing of the filter system. This can include flushing the intercalation filter 2 and possibly also the service water tank 19 and/or the process water tank 20 and the corresponding pipes. It is particularly advantageous if the polarity at the electrodes 8, 9 is reversed during flushing, because in this way the impurities stored in the intercalation volume can be at least partially relocated and subsequently removed from the system.
- the process water side can also be operated continuously or in a cycle. In the present case, it is particularly advantageous if process water is generated in a circuit, since the water hardness can be reduced particularly far in this way.
- service water is drained from the service water tank 19 for use with a water-carrying consumer, fresh water can be refilled.
- the service water can also be circulated independently of any other operation of the electrical household appliance 1 (eg at night, in particular started automatically) to heavily decalcified or softened water To keep a sufficient quantity of industrial water in the industrial water tank 19 or to produce it in stock.
- the decalcifying or filtering process can therefore be a process that is carried out independently.
- the decalcifying system 2 to 26 shown can also work effectively with a quantity ratio of service water to process water of approximately 10:1.
- the effectiveness of descaling increases as the ratio decreases.
- the volume of the process water tank 20 can be less than the volume of the service water tank 19.
- the available quantity of process water can be increased if heavily decalcified process water is mixed with fresh water again.
- the lime content in the service water increases again somewhat, but is typically still noticeably softer than pure fresh water.
- the service water chamber 4 has a water inlet 27 and a water outlet 28
- the process water chamber 5 has a water inlet 29 and a water outlet 30
- the intercalation volume 7 serves as a dividing wall between the service water chamber 4 and the process water chamber 5 and can be designed to be water-impermeable or poorly water-permeable. The intercalation volume 7 is therefore arranged non-crossing in relation to the service water chamber 4 and the process water chamber 5 .
- the first electrode 8 located in the process water chamber 4 is designed here as a positive pole, while the electrode 9 located in the process water chamber 5 is designed as a negative pole.
- a voltage difference applied to the electrodes 8, 9 is advantageously below 1.23 volts, for example between 1 volt and 1.2 volts. If the voltage difference is present, an electric field is built up between the two electrodes 8, 9, which moves cations such as Ca 2+ , Mg 2+ , etc. into or through the intercalation volume 7, which are stored or held in the intercalation volume 7 . As a result, the water hardness in the service water chamber 4 is reduced, especially if the intercalation volume 7 is impermeable to anions.
- 3 shows a more detailed sketch of a further intercalation filter 2, 2b.
- the process water chamber 4 is now separated from the process water chamber 5 by means of a separating membrane 31 which is permeable to ions, in particular only to anions, but impermeable to water.
- a separating membrane 31 which is permeable to ions, in particular only to anions, but impermeable to water.
- a second water-permeable intercalation volume 7b is optionally present in the process water chamber 5, as a result of which cations present in the process water P can also be trapped.
- the second intercalation volume 7b can be arranged analogously to the process water chamber 5 in the water flow between the water inlet 29 and the water outlet 30 (not shown).
- the intercalation volume 7a is arranged in the process water chamber 4 so as not to cross the flow of the process water N, and the intercalation volume 7b is arranged in the process water chamber 5 so as not to cross the flow of the process water P.
- FIG. 4 shows a more detailed sketch of an intercalation filter 2, 2c.
- the first intercalation volume 7a is arranged in the service water chamber 4 between the water connections 27 and 28 on the one hand and the first electrode 8 on the other.
- a voltage difference is applied between the two electrodes 8, 9, the cations flowing into the service water chamber 4 are attracted by the first electrode 8 and captured as they pass through the first intercalation volume 7a.
- FIG. 5 shows a more detailed sketch of an intercalation filter 2, 2d. At least the electrode that attracts cations, here: the first electrode 8 serving as the negative pole, is embedded in the first, water-permeable intercalation volume 7a.
- 6 shows a more detailed sketch of an intercalation filter 2, 2e.
- the first electrode 32 and the second electrode 33 are in the form of intercalation electrodes which have or consist of water-permeable, electrically conductive intercalation material. They are connected to the voltage source via metal connecting lugs 34, for example.
- the electrodes 8, 9 are made of mats or braids made of conductive metals and/or carbon fibers, etc.
- Metal foils perforated like a sieve, for example, can also be used.
- intercalation volumes of the intercalation filters 2b to 2e may each be located between the main unobstructed flow area of water and the membrane, or the main flow area of water may be between the intercalation filter and the membrane.
- a numerical specification can also include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded. reference list
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)
Abstract
The invention relates to a water-carrying domestic electrical appliance (1), comprising at least one water filter (2, 2a-2e) in the form of an intercalation filter with at least one intercalation volume (7, 7a, 7b), wherein the intercalation volume (7, 7a, 7b) is designed to store interfering ions from water to be decalcified (N), and water running through the intercalation filter (2, 2a-2e) can be drawn as service water (N) for operating at least one water-carrying functional unit of the domestic electrical appliance (1). In a method for operating a water-carrying domestic electrical appliance (1), decalcified service water (N) is generated by storing interfering ions in an intercalation volume (7, 7a) of an intercalation filter (2, 2a-3d) of the domestic electrical appliance (1). The invention can be particularly advantageously applied to cooking appliances, especially with a steam treatment function, laundry appliances and dishwashers.
Description
Entkalken von Wasser in einem wasserführenden Elektrohaushaltsgerät Descaling water in a water-carrying electrical household appliance
Die Erfindung betrifft ein wasserführendes Elektrohaushaltsgerät, aufweisend einen Wasserfilter mit einem Filtervolumen, wobei das Filtervolumen dazu eingerichtet ist, Störionen aus zu entkalkendem Wasser herauszufiltern, und den Filter durchlaufend habendes Wasser als Nutzwasser zum Betreiben mindestens einer wasserführenden Funktionseinheit des Elektrohaushaltsgeräts entnehmbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Elektrohaushaltsgeräts, bei dem entkalktes Nutzwasser erzeugt wird. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Gargeräte, insbesondere mit Dampfbehandlungsfunktion, Wäschepflegegeräte und Spülgeräte. The invention relates to a water-carrying electrical household appliance, having a water filter with a filter volume, the filter volume being set up to filter out interfering ions from water to be decalcified, and water that has passed through the filter can be removed as process water for operating at least one water-carrying functional unit of the electrical household appliance. The invention also relates to a method for operating a water-bearing electrical household appliance in which decalcified service water is produced. The invention can be applied particularly advantageously to cooking appliances, in particular with a steam treatment function, laundry care appliances and rinsing appliances.
Viele elektrisch betriebene Haushaltsgeräte ("Elektrohaushaltsgeräte") benötigen zu ihrem Betrieb oder zur Bereitstellung bestimmter Funktionen Wasser. Dieses Wasser kann einem Haushaltsgerät (a) manuell (z.B. durch manuelles Befüllen eines Wassertanks) zur Verfügung gestellt werden, wobei ein Nachfüllen ggf. durch ein Signal angefordert wird, wenn der Wassertank leer ist. Dies ist beispielsweise häufig bei preiswerteren Dampfgargeräten (z.B. Backöfen mit Dampfgarfunktion), Kaffeeautomaten usw. der Fall. Alternativ oder zusätzlich kann das Wasser dem Haushaltsgerät automatisch zur Verfügung gestellt werden, beispielsweise durch einen Frischwasseranschluss, aus welchem das Hausgerät bei Bedarf die notwendige Menge Wasser abzapft. Dies ist in der Regel z.B. bei Waschmaschinen, Spülmaschinen, teuren Dampfgargeräten usw. der Fall. Many electrically operated household appliances ("household appliances") require water to operate or to provide certain functions. This water can be made available to a household appliance (a) manually (e.g. by manually filling a water tank), refilling being requested by a signal if the water tank is empty. This is often the case with cheaper steamers (e.g. ovens with a steamer function), coffee machines, etc. As an alternative or in addition, the water can be made available to the household appliance automatically, for example through a fresh water connection, from which the household appliance draws off the required amount of water when required. This is usually the case, for example, with washing machines, dishwashers, expensive steamers, etc.
In jedem Fall sollte die Qualität des von dem Haushaltsgerät verwendeten Wassers so "gut" sein, dass das Haushaltsgerät durch das bezogene Wasser nicht beschädigt. Die Definition einer "guten Wasserqualität" entspricht in der Regel einem hinreichend geringen Kalkgehalt des Wassers, was auch als "Wasserhärte" bezeichnet wird, so dass Kalkablagerungen in dem Gerät (z.B. an Heizkörpern, in oder auf Leitungen) oder auf behandeltem Gut (z.B. auf Gargut, Besteck, Gläsern, Zubehör usw.) möglichst vermieden werden. Die Kalkablagerungen werden typischerweise mittels Härtebildnern wie Calcium, Magnesium, Karbonate und möglicherweise Spuren verschiedener weiterer Stoffe wie Strontium, Barium, usw. bzw. deren Ionen gebildet. Zur Vereinfachung der Beschreibung
werden solche in Wasser lösliche Härtebildner im Folgenden unter dem Begriff „Störstoffe“ zusammengefasst. In any case, the quality of the water used by the household appliance should be so "good" that the household appliance is not damaged by the water drawn off. The definition of "good water quality" usually corresponds to a sufficiently low lime content in the water, which is also referred to as "water hardness", so that limescale deposits in the device (e.g. on radiators, in or on pipes) or on treated goods (e.g. on food, cutlery, glasses, accessories, etc.) should be avoided as far as possible. The lime deposits are typically formed by means of hardness components such as calcium, magnesium, carbonates and possibly traces of various other substances such as strontium, barium, etc. or their ions. To simplify the description such water-soluble hardness components are summarized below under the term "contaminants".
Zur Verhinderung einer Kalkbildung ist es bisher bekannt, das Wasser vor seiner Erwärmung, insbesondere Verdampfung, zu entkalken. Das Entkalken kann bisher beispielsweise erreicht werden durch: In order to prevent limescale formation, it has hitherto been known to decalcify the water before it is heated, in particular before it is evaporated. So far, descaling can be achieved, for example, by:
1) lonentauscher, welche ihrerseits durch regelmäßige Salzgaben regeneriert werden müssen. Die Regeneration durch Salz erfordert teure Gerätekomponenten. Außerdem wird das Salz mit Abwasser aus dem Gerät abgelassen, was für Klärwerke schädlich ist. 1) ion exchangers, which in turn have to be regenerated by regularly adding salt. Salt regeneration requires expensive equipment components. In addition, the salt is drained from the device with sewage, which is harmful to sewage treatment plants.
2) Chemische Entkalkung, bei der dem Wasser Chemikalien zugesetzt werden, welche eine Kalkbildung unterdrücken oder auflösen. Diese Chemikalien sollen aber z.B. nicht auf oder in Lebensmittel gelangen. Ferner sind auch diese Chemikalien für Kläranlage schädlich. 2) Chemical decalcification, in which chemicals are added to the water that suppress or dissolve limescale formation. However, these chemicals should not get on or into food, for example. Furthermore, these chemicals are also harmful to sewage treatment plants.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine einfach aufbaubare, nutzerfreundliche Möglichkeit bereitzustellen, weiches bzw. störstoffarm es Wasser in einem wasserführenden Elektrohaushaltsgerät auf besonders umweltfreundliche Weise zu erzeugen. It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide a user-friendly option that is easy to set up and produce soft or low-impurity water in a water-conducting electrical household appliance in a particularly environmentally friendly manner.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen. This object is solved according to the features of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims, the description and the drawings.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein wasserführendes Elektrohaushaltsgerät, aufweisend mindestens einen Wasserfilter in Form eines Interkalationsfilters mit mindestens einem Interkalationsvolumen, wobei das Interkalationsvolumen dazu eingerichtet ist, in Wasser gelöste Ionen von Störstoffen (im Folgenden auch als "Störionen" bezeichnet) aus zu entkalkendem Wasser einzulagern, und den Interkalationsfilter durchflossenes bzw. durchlaufen habendes Wasser zum Betreiben des Elektrohaushaltsgeräts entnehmbar ist.
Das Interkalationsvolumen benötigt zur Bindung von Störionen keine zusätzlichen Chemikalien, da die Störionen durch Einlagerung in chemischen Verbindungen ("Interkalations- verbindungen") gebunden werden, wobei die chemischen Verbindungen ihre Struktur während des Einlagerungsprozesses nicht wesentlich verändern. Eine Filterung durch Interkalation ist somit besonders umweltfreundlich und nutzerfreundlich. Zudem lässt sich ein Interkalationsfilter besonders einfach umsetzen. Auch reduziert sich der notwendige Reinigungsaufwand erheblich, da eine Lebensdauer des Interkalationsvolumens in etwa um den Faktor zwei bis fünf größer als bei Filtern herkömmlichen Entkalkungssysteme ist. Dadurch wiederum wird der Verbrauch an Entkalkungsmittel massiv reduziert wird. Im Idealfall werden über die Lebensdauer des Gerätes (Steamers) keine Entkalkungsmittel mehr benötigt. The object is achieved by a water-carrying electrical household appliance having at least one water filter in the form of an intercalation filter with at least one intercalation volume, the intercalation volume being set up to store ions of impurities dissolved in water (also referred to below as “interference ions”) from the water to be decalcified , and the water that has flowed through or has passed through the intercalation filter can be removed for operating the household electrical appliance. The intercalation volume does not require any additional chemicals to bind interfering ions, since the interfering ions are bound by intercalation in chemical compounds ("intercalation compounds"), with the chemical compounds not significantly changing their structure during the intercalation process. Filtering by intercalation is therefore particularly environmentally friendly and user-friendly. In addition, an intercalation filter can be implemented particularly easily. The necessary cleaning effort is also significantly reduced, since the service life of the intercalation volume is around a factor of two to five longer than that of filters in conventional decalcifying systems. This in turn massively reduces the consumption of descaling agent. Ideally, no more descaling agents are needed over the lifetime of the appliance (steamer).
Unter einem "Interkalationsvolumen" wird insbesondere ein Stoffvolumen verstanden, das ganz oder teilweise aus Interkalationsmaterial besteht, ggf. aus Interkalationsmaterial mit einer Stützstruktur. Das Interkalationsmaterial kann ein oder mehrere Interkalationsver- bindungen aufweisen. An “intercalation volume” is understood to mean, in particular, a substance volume that consists entirely or partially of intercalation material, possibly of intercalation material with a support structure. The intercalation material can have one or more intercalation compounds.
Das den Interkalationsfilter durchlaufend habende Wasser kann zumindest teilweise mit mindestens einem Interkalationsvolumen interagiert haben, d.h., dass das Wasser das Interkalationsvolumen durchflossen hat und/oder daran vorbeigeflossen ist, so dass zumindest ein Teil der in dem Wasser gelösten Störionen in dem Interkalationsmaterial eingelagert werden konnten. Durch diese Entfernung von Störionen aus dem Wasser sinkt dessen Härte. So enthärtetes bzw. entkalktes Wasser kann von dem Elektrohaushaltsgerät als Nutzwasser verwendet werden. The water that has passed through the intercalation filter can have at least partially interacted with at least one intercalation volume, i.e. the water has flowed through the intercalation volume and/or flowed past it, so that at least some of the interfering ions dissolved in the water could be stored in the intercalation material. This removal of interfering ions from the water reduces its hardness. Water that has been softened or decalcified in this way can be used as process water by the electrical household appliance.
Welche Störionen in dem Interkalationsvolumen eingelagert werden, hängt von der darin vorhandenen mindestens einen Interkalationsverbindung ab, die z.B. als sog. "Wirtsgitter" vorliegen kann. Die mindestens einen Interkalationsverbindung kann beispielsweise quasi-metallische Schichten in Graphit oder in den Übergangsmetallsulfiden NbS2 oder TaS2, halbleitende Systemen wie TiS2 und SnS2 und nichtleitende Verbindungen wie Tonminerale (z. B. Kaolinit) umfassen. Es hat sich zur Verwendung zur Wasserentkalkung als besonders vorteilhaft herausgestellt, dass die Interkalationsverbindung FeMn(CN)e bzw. MnFe(CN)e aufweist oder daraus besteht.
Die Störionen können insbesondere in Wasser gelöste Ionen von Kalk- oder Härtebildnern wie Ca2+, Mg2+ und deren Carbonaten usw. umfassen. Das Interkalationsvolumen kann insbesondere dazu ausgebildet sein, positiv geladene Störionen (Kationen) einzulagern. Dies ist vorteilhaft, weil dann in Wasser gelöste Ionen von Härtebildnern, die häufig als Kationen vorliegen, durch Einlagerung in dem Interkalationsvolumen besonders effektiv aus dem zu entkalkendem Wasser entfernbar sind. Which interference ions are stored in the intercalation volume depends on the at least one intercalation compound present therein, which can be present, for example, as a so-called "host lattice". The at least one intercalation compound can include, for example, quasi-metallic layers in graphite or in the transition metal sulfides NbS2 or TaS2, semiconductive systems such as TiS2 and SnS2 and nonconductive compounds such as clay minerals (e.g. kaolinite). It has turned out to be particularly advantageous for use for water decalcification if the intercalation compound has or consists of FeMn(CN)e or MnFe(CN)e. The interfering ions can include, in particular, ions of limescale or hardeners such as Ca 2+ , Mg 2+ and their carbonates, etc., dissolved in water. The intercalation volume can be designed in particular to store positively charged interfering ions (cations). This is advantageous because ions of hardness constituents, which are often present as cations, dissolved in water can then be removed particularly effectively from the water to be decalcified by storage in the intercalation volume.
Das wasserführende Elektrohaushaltsgerät kann ein Haushaltsgerät im Sinne weißer Ware sein. Es kann ein Haushaltsgroßgerät (z.B. ein Gargerät wie ein Dampfgargerät und ein Ofen mit Dampfgarfunktionalität, ein Wäschebehandlungsgerät wie eine Waschmaschine und ein Waschtrockner, eine Spülmaschine, usw.) oder ein Haushaltskleingerät (z.B. eine Kaffeemaschine, ein Wasserkocher, ein Bügeleisen usw.) sein. Die mindestens eine wasserführende Funktionseinheit kann z.B. ein Verdampfer zum Erzeugen von Dampf für eine Dampfbehandlung von Gargut, eine Wasserheizung für Spülwasser, Waschwasser oder Flotte, zur Herstellung von Kaffee oder Tee, usw. sein. The water-carrying electrical household appliance can be a household appliance in the sense of white goods. It can be a large household appliance (e.g. a cooking appliance such as a steamer and an oven with steamer functionality, a laundry treatment appliance such as a washing machine and washer-dryer, a dishwasher, etc.) or a small household appliance (e.g. a coffee machine, a kettle, an iron, etc.). The at least one water-carrying functional unit can be, for example, an evaporator for generating steam for steaming food to be cooked, a water heater for rinsing water, washing water or liquor, for making coffee or tea, etc.
Der I nterkalationsfilter kann einen oder mehrere Interkalationsvolumina aufweisen. The intercalation filter can have one or more intercalation volumes.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der I nterkalationsfilter mindestens ein Filtergehäuse mit einer Nutzwasserkammer und einer Prozesswasserkammer aufweist, die beiden Kammern voneinander für Wasser praktisch undurchlässig abgetrennt sind, die beiden Kammern voneinander für Störionen zumindest einer ersten Polarität durchlässig abgetrennt sind und der Nutzwasserkammer mindestens ein Interkalationsvolumen zugeordnet ist, das dazu eingerichtet ist, Störionen einer zweiten Polarität einzulagern. In one configuration, the intercalation filter has at least one filter housing with a service water chamber and a process water chamber, the two chambers are separated from one another in a manner that is practically impermeable to water, the two chambers are separated from one another so that they are permeable to interference ions of at least a first polarity, and the service water chamber has at least one intercalation volume is assigned, which is set up to store interfering ions of a second polarity.
Durch diese Ausgestaltung wird der Vorteil erreicht, dass Störionen zweiter Polarität aus dem in die Nutzwasserkammer eingefüllten, zu entkalkenden Wasser durch Interkalation in das Interkalationsvolumen entfernt werden, während Störionen erster Polarität aus der Nutzwasserkammer in die Prozesskammer gelangen können, z.B. durch Diffusion. Das sich dadurch ergebende "gefilterte" Wasser ist als Nutzwasser zum Betreiben des Elektrohaushaltsgeräts aus der Nutzwasserkammer entnehmbar.
Dass die beiden Kammern voneinander für Wasser "praktisch" undurchlässig abgetrennt sind, kann umfassen, dass sie wasserundurchlässig voneinander abgetrennt sind oder dass nur so wenig Wasser aus einer Kammer in die andere Kammer fließen kann, dass eine Funktion des Interkalationsfilters nicht merklich beeinträchtigt wird. Im letzteren Fall können die beiden Kammern z.B. durch eine Trennwand voneinander abgetrennt sein, welche eine hohen Fließwiderstand gegenüber Wasser aufweist. Dass die beiden Kammern für Störionen zumindest einer ersten Polarität durchlässig abgetrennt sind, umfasst, dass sie auch für Störionen beider Polaritäten durchlässig abgetrennt sein könne, also sowohl Anionen als auch Kationen zwischen den Kammer ausgetauscht werden können. This configuration has the advantage that second polarity interfering ions are removed from the water to be decalcified that is filled into the service water chamber by intercalation into the intercalation volume, while first polarity interfering ions can get from the service water chamber into the process chamber, eg by diffusion. The resulting "filtered" water can be removed as process water for operating the electrical household appliance from the process water chamber. The fact that the two chambers are separated from one another "practically" impermeable to water can include that they are separated from one another in a watertight manner or that only so little water can flow from one chamber into the other chamber that the function of the intercalation filter is not noticeably impaired. In the latter case, the two chambers can be separated from one another, for example by a dividing wall which has a high flow resistance to water. The fact that the two chambers are separated so that they are permeable to interference ions of at least one first polarity means that they can also be separated so that they are permeable to interference ions of both polarities, ie both anions and cations can be exchanged between the chambers.
Dass der Nutzwasserkammer mindestens ein Interkalationsvolumen "zugeordnet" ist, bedeutet, dass in der Nutzwasserkammer befindliches Wasser mit dem mindestens einen Interkalationsvolumen interagieren kann. Dies kann z.B. so umgesetzt sein, dass mindestens ein Interkalationsvolumen in der Nutzwasserkammer untergebracht ist und/oder mindestens ein Interkalationsvolumen die Nutzwasserkammer begrenzt bzw. als Wand der Nutzwasserkammer dient. Der letztere Fall kann beispielsweise vorliegen, wenn ein Interkalationsvolumen als Trennwand zwischen der Nutzwasserkammer und der Prozesswandkammer eingesetzt wird. The fact that at least one intercalation volume is “assigned” to the service water chamber means that water located in the service water chamber can interact with the at least one intercalation volume. This can be implemented, for example, in such a way that at least one intercalation volume is accommodated in the service water chamber and/or at least one intercalation volume delimits the service water chamber or serves as a wall of the service water chamber. The latter case can occur, for example, when an intercalation volume is used as a partition between the process water chamber and the process wall chamber.
Es ist eine Weiterbildung, dass die erste Polarität eine elektrisch negative Polarität ist und die zweite Polarität eine elektrisch positive Polarität ist. Störionen der ersten Polarität entsprechen dann Anionen, Störionen der zweiten Polarität Kationen. Entsprechend können Kationen im Interkalationsvolumen eingelagert werden und Anionen können zwischen den Kammern ausgetauscht werden. Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass die erste Polarität eine elektrisch positive Polarität ist und die zweite Polarität eine elektrisch negative Polarität ist. Störionen der ersten Polarität entsprechen dann Kationen, Störionen der zweiten Polarität Anionen. Entsprechend können Anionen im Interkalationsvolumen eingelagert werden und Kationen können zwischen den Kammern ausgetauscht werden. It is a development that the first polarity is an electrically negative polarity and the second polarity is an electrically positive polarity. Interference ions of the first polarity then correspond to anions, and interference ions of the second polarity to cations. Correspondingly, cations can be intercalated in the intercalation volume and anions can be exchanged between the chambers. It is an alternative embodiment that the first polarity is an electrically positive polarity and the second polarity is an electrically negative polarity. Interference ions of the first polarity then correspond to cations, and interference ions of the second polarity to anions. Correspondingly, anions can be intercalated in the intercalation volume and cations can be exchanged between the chambers.
Es ist eine Ausgestaltung, dass in der Nutzwasserkammer mindestens eine erste Elektrode eines Elektrodenpaars untergebracht ist und in der Prozesswasserkammer mindestens eine zweite Elektrode des Elektrodenpaars untergebracht ist. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Bewegung der Störionen in dem I nterkalationsfilter durch Anlegen einer Spannungs-
differenz an das Elektrodenpaar gezielt beeinflussbar ist, z.B. um Störionen für einen effektivere Entkalkung verstärkt in ein Interkalationsvolumen zu bewegen, um Störionen aus der Nutzwasserkammer in die Prozesswasserkammer zu bewegen und/oder um einem osmotischen Druck zwischen den beiden Kammern entgegenzuwirken. In one configuration, at least a first electrode of a pair of electrodes is accommodated in the process water chamber and at least a second electrode of the pair of electrodes is accommodated in the process water chamber. This has the advantage that a movement of the interfering ions in the intercalation filter can be prevented by applying a voltage difference to the pair of electrodes can be influenced in a targeted manner, e.g. to move interfering ions into an intercalation volume for more effective decalcification, to move interfering ions from the service water chamber into the process water chamber and/or to counteract an osmotic pressure between the two chambers.
Es ist eine Weiterbildung, dass die erste Elektrode mit der ersten Polarität betreibbar ist, während die zweite Elektrode mit der zweiten Polarität betreibbar ist. Alternativ kann die erste Elektrode mit der zweiten Polarität betreibbar sein, während die zweite Elektrode mit der ersten Polarität betreibbar ist. Wird eine Elektrode mit einer elektrisch positiven Polarität betrieben, kann sie auch als Pluspol bezeichnet werden, ansonsten als Minuspol. Wird beispielsweise die in der Nutzwasserkammer untergebrachte erste Elektrode als Minuspol und die in der Prozesswasserkammer untergebrachte zweite Elektrode als Pluspol betrieben, werden Anionen aus der Nutzwasserkammer in die Prozesswasserkammer verschoben. Kationen können beispielsweise in dem Interkalationsvolumen eingelagert werden. In one development, the first electrode can be operated with the first polarity, while the second electrode can be operated with the second polarity. Alternatively, the first electrode may be operable with the second polarity while the second electrode is operable with the first polarity. If an electrode is operated with an electrically positive polarity, it can also be referred to as a positive pole, otherwise as a negative pole. For example, if the first electrode located in the process water chamber is operated as a negative pole and the second electrode located in the process water chamber is operated as a positive pole, anions are shifted from the process water chamber to the process water chamber. For example, cations can be stored in the intercalation volume.
Diese Ausgestaltung ist auch deshalb vorteilhaft, weil durch Umkehrung der Polarität der Elektroden während einer Reinigungsphase die in dem Interkalationsvolumen eingelagerten Störionen zumindest teilweise wieder ausgelagert werden können, wodurch sich eine besonders einfache automatische Reinigung des Interkalationsfilters erreichen lässt. This configuration is also advantageous because by reversing the polarity of the electrodes during a cleaning phase, the interfering ions embedded in the intercalation volume can be at least partially removed again, as a result of which particularly simple automatic cleaning of the intercalation filter can be achieved.
Es ist eine Ausgestaltung, dass eine zwischen die beiden Elektroden des Elektrodenpaars angelegte Spannung bei ca. 1 V liegt, insbesondere weniger als 1 ,23 V beträgt. So wird der Vorteil erreicht, dass eine Elektrolyse des Wassers und damit eine Wasserstoffbildung in der Praxis zuverlässig verhindert wird. In one configuration, a voltage applied between the two electrodes of the pair of electrodes is approximately 1 V, in particular less than 1.23 V. In this way, the advantage is achieved that electrolysis of the water and thus hydrogen formation is reliably prevented in practice.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Elektrode als ein von einem Interkalationsvolumen getrennt hergestelltes Bauteil ist. Dies ermöglicht vorteilhafterweise einen besonders einfache Herstellung. In one development, at least one electrode is produced as a component that is separate from an intercalation volume. This advantageously enables a particularly simple manufacture.
Es ist eine Ausgestaltung, dass zumindest eine der beiden Elektroden zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigem Interkalationsmaterial besteht ("Interkalationselektrode"). Dies ergibt den Vorteil, dass Bauteile eingespart werden können und zudem ein zum Herausfiltern von Störionen besonders effektiver Aufbau. Insbesondere kann in einer Kammer, in der sich eine solche Interkalationselektrode befindet, auf eine gesondertes, nicht
elektrisch angeschlossenes Interkalationsvolumen verzichtet werden. Dazu geeignetes Interkalationsmaterial kann z.B. 60% bis 70% Kohlenstoff enthalten, z.B. Graphitinterkala- tionsverbindungen. Interkalationselektroden, die praktisch vollständig aus elektrisch leitfähigem Interkalationsmaterial bestehen, können z.B. metallische Anschlussfahnen o.ä. aufweisen, über die sie an einen Spannungsquelle angeschlossen sind. In one configuration, at least one of the two electrodes consists at least partially of electrically conductive intercalation material ("intercalation electrode"). This results in the advantage that components can be saved and also a structure that is particularly effective for filtering out interference ions. In particular, in a chamber in which such an intercalation electrode is located, a separate, not electrically connected intercalation volume can be dispensed with. Intercalation material suitable for this purpose can contain, for example, 60% to 70% carbon, for example graphite intercalation compounds. Intercalation electrodes, which consist almost entirely of electrically conductive intercalation material, can have, for example, metallic connection lugs or the like, via which they are connected to a voltage source.
Es ist auch möglich, metallisches Elektrodenmaterial in Interkalationsmaterial einzubetten, z.B. um eine elektrische Feldverteilung in einer flächigen Elektrode zu homogenisieren. It is also possible to embed metallic electrode material in intercalation material, e.g. to homogenize an electric field distribution in a flat electrode.
Die Elektroden können beispielsweise als - insbesondere ebene oder flächige - Geflechte oder Matten oder als "Gewebeknäule" ausgebildet sein. Metallische Elektroden oder Elektrodenbereiche können als siebartig perforierte Metallfolien, -bleche oder -platten vorliegen. Die Elektroden können für eine besonders lange Lebensdauer oberflächenbehandelt sein, z.B. beschichtet. Es ist eine Weiterbildung, dass bei Anlegen einer Spannungsdifferenz an die Elektroden eines Elektrodenpaars zwischen diesen ein elektrisches Feld ähnlich einem zwischen Kondensatorplatten erzeugten elektrisches Feld erzeugt wird. The electrodes can be designed, for example, as—in particular flat or flat—meshes or mats or as “tissue balls”. Metallic electrodes or electrode areas can be in the form of metal foils, sheets or plates perforated in the manner of a sieve. The electrodes can be surface treated, e.g. coated, for a particularly long service life. In a further development, when a voltage difference is applied to the electrodes of a pair of electrodes, an electric field similar to an electric field generated between capacitor plates is generated between them.
Es ist eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Interkalationsvolumen in nichtquerender Anordnung zwischen einem Wassereinlass und einem Wasserauslass der Nutzwasserkammer und/oder der Prozesswasserkammer angeordnet ist. Durch eine oder beide dieser Kammern laufendes Wasser braucht also kein - z.B. quer zur Strömungsrichtung angeordnetes - Interkalationsvolumen zu durchfließen. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass ein hoher Volumenstrom des Wassers durch die mindestens eine Kammer ausrechterhalten werden kann, da kein Strömungshindernis im Form eines Inter- kalationsvolumens zwischen dem Wassereinlass und dem Wasserauslass vorhanden ist. Die Einlagerung der Störionen des Nutzwassers in das - z.B. neben dem Hauptströmungspfad des Nutzwassers angeordnete - Interkalationsvolumen kann beispielsweise dadurch besonders effektiv ausgestaltet sein, dass die Störionen durch das zwischen den Elektroden des Elektrodenpaars anliegende elektrische Feld in Richtung in das Interkalationsvolumen bewegt werden, wo sie eingelagert werden können. In a further development, the at least one intercalation volume is arranged in a non-crossing arrangement between a water inlet and a water outlet of the process water chamber and/or the process water chamber. Water running through one or both of these chambers does not need to flow through an intercalation volume - e.g. arranged transversely to the direction of flow. This configuration has the advantage that a high volume flow of water can be maintained through the at least one chamber, since there is no flow obstacle in the form of an intercalation volume between the water inlet and the water outlet. The incorporation of the interfering ions of the process water in the intercalation volume - e.g. arranged next to the main flow path of the process water - can be designed particularly effectively, for example, in that the interfering ions are moved by the electric field applied between the electrodes of the pair of electrodes in the direction of the intercalation volume, where they are stored can become.
Es ist eine Weiterbildung, dass das mindestens eine Interkalationsvolumen in querender Anordnung zwischen einem Wassereinlass und einem Wasserauslass der Nutzwasser-
kammer und/oder der Prozesswasserkammer angeordnet ist. Durch eine oder beide dieser Kammern laufendes Wasser fließt dann durch das quer zur Strömungsrichtung angeordnetes - Interkalationsvolumen. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass auf Elektroden auch verzichtet werden kann. Das Interkalationsvolumen ist dann vorteilhafterweise wasserdurchlässig, insbesondere hochgradig wasserdurchlässig ausgebildet. It is a further development that the at least one intercalation volume is arranged in a crossing arrangement between a water inlet and a water outlet of the service water chamber and / or the process water chamber is arranged. Water flowing through one or both of these chambers then flows through the intercalation volume arranged transverse to the direction of flow. This configuration has the advantage that electrodes can also be dispensed with. The intercalation volume is then advantageously water-permeable, in particular designed to be highly water-permeable.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Nutzwasserkammer von der Prozesswasserkammer durch eine Trennschicht bzw. Trennwand getrennt ist, welche mindestens ein Interkalationsvolumen aufweist oder aus Interkalationsvolumen besteht. Dadurch wird ein besonders kompakter Aufbau des Interkalationsfilters ermöglicht. Eine solche Trennschicht kann für Wasser nur geringfügig durchlässig sein, da sie einen hohen Fließwiderstand aufweist, beispielsweise wenn sie als dichtes Gewebe aus Interkalationsmaterial (aufweisend ein oder mehrere Interkalationsverbindungen) ausgebildet ist. In one embodiment, the service water chamber is separated from the process water chamber by a separating layer or separating wall, which has at least one intercalation volume or consists of intercalation volumes. This enables a particularly compact design of the intercalation filter. Such a separating layer can only be slightly permeable to water, since it has a high flow resistance, for example when it is designed as a dense fabric made of intercalation material (having one or more intercalation compounds).
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Nutzwasserkammer von der Prozesswasserkammer durch eine für Wasser undurchlässige und zumindest für die Störionen der ersten Polarität durchlässige Membran getrennt ist (welche insbesondere selbst kein Interkalationsmaterial aufweist) und das Interkalationsvolumen zumindest in der Nutzwasserkammer untergebracht ist. So wird eine Mischung von Wasser zwischen Nutzwasserkammer und Prozesswasserkammer effektiv verhindert, was eine Entkalkungseffektivität und Nutzwasserausbeute steigern kann. Die Membranschicht kann für Störionen der zweiten Polarität undurchlässig sein, was eine Diffusion dieser Störionen aus der Prozesswasserkammer in die Nutzwasserkammer vorteilhafterweise unterbindet. Die Membran kann als lonenaus- tauschmembran bezeichnet werden. Das Interkalationsvolumen ist in einer solchen Ausgestaltung vorteilhafterweise wasserdurchlässig ausgebildet, um eine große Oberfläche zur Einlagerung von Störionen zur Verfügung zu stellen und dadurch die Enthärtungseffektivität zu erhöhen. In one embodiment, the process water chamber is separated from the process water chamber by a membrane that is impermeable to water and permeable at least to the interfering ions of the first polarity (which in particular itself has no intercalation material) and the intercalation volume is accommodated at least in the process water chamber. This effectively prevents water from mixing between the service water chamber and the process water chamber, which can increase decalcification effectiveness and service water yield. The membrane layer can be impermeable to interfering ions of the second polarity, which advantageously prevents these interfering ions from diffusing from the process water chamber into the service water chamber. The membrane can be referred to as an ion exchange membrane. In such a configuration, the intercalation volume is advantageously designed to be water-permeable in order to provide a large surface area for the incorporation of interfering ions and thereby increase the softening effectiveness.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Interkalationsvolumen in der Prozesswasserkammer untergebracht ist. Dies ergibt den Vorteil, dass auch Störionen aus dem Prozesswasser durch Einlagerung in einem Interkalationsvolumen entfernbar sind. Dies wiederum ergibt der Vorteil, dass ein von einem durch den Konzentrationsunterschied dieser Störionen aufgebauter Diffusionsdruck zwischen den beiden Kammern verringert wird, so dass eine Entkalkungseffektivität steigerbar ist. Auch wird so der Vorteil erreicht, dass das
Prozesswasser besser zur möglichen Mischung mit Nutzwasser zu Beginn eines Enthärtungsablaufs geeignet ist, da es dann weniger positiv geladene Störionen aufweist als Frischwasser. In one configuration, at least one intercalation volume is accommodated in the process water chamber. This has the advantage that interfering ions can also be removed from the process water by being stored in an intercalation volume. This in turn results in the advantage that a diffusion pressure built up by the difference in concentration of these interfering ions between the two chambers is reduced, so that descaling effectiveness can be increased. The advantage is also achieved in this way that Process water is better suited for possible mixing with service water at the beginning of a softening process, since it then has fewer positively charged interfering ions than fresh water.
Es ist eine Weiterbildung, dass das in der Nutzwasserkammer befindliche Interkalations- material einem Interkalationsmaterial in der Prozesswasserkammer entspricht. Es ist eine Weiterbildung, dass sich das in der Nutzwasserkammer befindliche Interkalationsmaterial von dem Interkalationsmaterial in der Prozesswasserkammer unterscheidet, z.B. in Bezug auf die Art der eingelagerten Störionen. It is a further development that the intercalation material located in the service water chamber corresponds to an intercalation material in the process water chamber. It is a further development that the intercalation material in the service water chamber differs from the intercalation material in the process water chamber, e.g. with regard to the type of interfering ions stored.
Allgemein ist die Art und Zahl des Interkalationsmaterials bzw. der Interkalationsverbin- dung, die ein Interkalationsvolumen aufweisen kann, nicht beschränkt. So kann ein Inter- kalationsvolumen auch mehrere unterschiedliche Interkalationsmaterialen aufweisen, die z.B. Störionen unterschiedlicher Polarität, unterschiedliche Störionen gleicher Polarität, usw. einlagern. In general, the type and number of the intercalation material or the intercalation compound that can have an intercalation volume is not limited. An intercalation volume can also have several different intercalation materials which, for example, store interfering ions of different polarity, different interfering ions of the same polarity, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Nutzwasserkammer bzw. ein Wasserauslass davon an einen Nutzwassertank anschließbar ist, aus dem das Nutzwasser zum Betreiben des Elektrohaushaltsgeräts entnehmbar ist. So wird der Vorteil erreicht, dass nicht unmittelbar benötigtes Nutzwasser bevorratet werden kann, um dann später genutzt zu werden. Dazu kann der Entkalkungsvorgang auch als eigenständiger Prozess durchgeführt werden. Der Tank kann auch als Reservoir bezeichnet werden. In one embodiment, the service water chamber or a water outlet thereof can be connected to a service water tank from which the service water for operating the electrical household appliance can be removed. In this way, the advantage is achieved that service water that is not required immediately can be stored in order to be used later. The descaling process can also be carried out as an independent process. The tank can also be referred to as a reservoir.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Prozesswasserkammer bzw. ein Wasserauslass davon an einen - automatisch oder nutzseitig - entleerbaren Prozesswassertank anschließbar ist. So wird vorteilhafterweise ein Ablassen des Prozesswassers vereinfacht, falls dieses nicht direkt in einen Ablauf geleitet wird. Auch wird so der Vorteil erreicht, dass eine Konzentration von Störionen in dem Prozesswasser langsamer steigt als ohne Prozesswassertank. Der Prozesswassertank ist bei nutzseitiger Entleerung vorteilhafterweise durch einen Nutzer entnehmbar. In one embodiment, the process water chamber or a water outlet thereof can be connected to a process water tank that can be emptied—automatically or on the user side. This advantageously simplifies draining of the process water if it is not routed directly into a drain. The advantage is also achieved in this way that a concentration of interfering ions in the process water increases more slowly than without a process water tank. The process water tank can advantageously be removed by a user when it is emptied on the useful side.
Allgemein kann Wasser im Durchlauf oder im Kreislauf durch die Nutzwasserkammer und/oder durch die Prozesswasserkammer geführt werden. Bei einem Durch lauf betrieb wird zu Wasser nur einmal durch die zugehörige Kammer geführt, und danach, für den
Fall des Prozesswassers, abgelassen oder für den Fall des Nutzwassers an die wassernutzende Funktionseinheit geliefert und/oder in dem Nutzwassertank gespeichert. Im Kreislauf wird das Wasser hingegen mehrfach hintereinander durch die zugehörige Kammer zirkuliert. Der Transport des Wassers kann durch entsprechende Pumpen ermöglicht werden. In general, water can be passed through the service water chamber and/or through the process water chamber in a continuous flow or in a circuit. In a run-through operation, water is only passed through the associated chamber once, and then for the case of the process water, drained or, in the case of the service water, delivered to the water-using entity and/or stored in the service water tank. In the circuit, on the other hand, the water is circulated several times in succession through the associated chamber. The transport of the water can be made possible by appropriate pumps.
Es ist eine Weiterbildung, dass Wasser im Durchlauf durch die Nutzwasserkammer geführt wird, was eine Erzeugung eines besonders hohen Volumens an entkalktem Wasser ermöglicht. It is a further development that water is passed through the service water chamber, which enables a particularly high volume of decalcified water to be produced.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Nutzwasser im Kreislauf durch die Nutzwasserkammer geführt wird, was eine besonders starke Entkalkung des Nutzwassers ermöglicht. Der Kreislauf kann z.B. die Nutzwasserkammer und, falls vorhanden, den Nutzwassertank umfassen. In one embodiment, the process water is circulated through the process water chamber, which enables the process water to be decalcified to a particularly high degree. The circuit can include, for example, the service water chamber and, if present, the service water tank.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Nutzwasser wahlweise im Durchlauf als auch im Kreislauf durch die Nutzwasserkammer führbar ist. Dazu können beispielsweise entsprechende Ventile, z.B. Absperrventile, vorgesehen sein, die insbesondere durch eine Steuereinrichtung des Haushaltsgeräts entsprechend schaltbar sind, z.B. sperrend / leitend. It is a further development that the process water can be routed through the process water chamber either in a continuous flow or in a circuit. For this purpose, for example, corresponding valves, e.g. shut-off valves, can be provided which can be switched accordingly, e.g. blocking/conducting, in particular by a control device of the household appliance.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Prozesswasser im Durchlauf durch die Prozesswasserkammer geführt wird. Dies ergibt den Vorteil, dass die Konzentration von Störionen in der Prozesswasserkammer im Vergleich zu einem Kreislaufbetrieb niedrig bleibt, wodurch eine größere Menge von Störionen der ersten Ladung aus der Nutzwasserkammer in die Prozesswasserkammer gelangen kann, da ein Diffusionswiderstand vergleichsweise gering ist. In one embodiment, the process water is conducted through the process water chamber. This has the advantage that the concentration of interfering ions in the process water chamber remains low compared to circulation operation, which means that a larger quantity of interfering ions in the first charge can get from the service water chamber into the process water chamber, since diffusion resistance is comparatively low.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Prozesswasser zirkulierend bzw. im Kreislauf durch die Prozesswasserkammer geführt wird, was die Menge des zum Betrieb des Interkalati- onsfilters benötigten Prozesswassers im Vergleich zum Durchlaufbetrieb vorteilhafterweise stark verringert. Der Kreislauf kann z.B. die Prozesswasserkammer und, falls vorhanden, den Prozesswassertank umfassen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass überwacht wird, wann die Konzentration von Störionen in dem Prozesswasser mindestens ein vorgegebenes Maß erreicht oder überschreitet und für diesen Fall mindestens eine Aktion zum Auswechseln des Prozesswassers ausgelöst wird. Dies ergibt den Vorteil, dass ein zur effektiven Entkalkung ausreichender Übergang von Störionen aus der Nutzwasserkammer in die Prozesswasserkammer aufrechterhalten werden kann, welcher sonst bei zu starker Konzentration von Störionen im Prozesswasser aufgrund des dem elektrischen Feld entgegenwirkenden Diffusionsdrucks nur noch gering wäre. Die mindestens eine Aktion kann beispielsweise ein automatisches Ablassen des Prozesswassers und/oder das Ausgeben eines Hinweises an einen Nutzer zum Ablassen des Prozesswassers umfassen. In one embodiment, the process water is guided through the process water chamber in a circulating manner, which advantageously greatly reduces the amount of process water required to operate the intercalation filter compared to continuous operation. The circuit can include, for example, the process water chamber and, if present, the process water tank. In one embodiment, it is monitored when the concentration of interfering ions in the process water reaches or exceeds at least a predetermined level, and at least one action to replace the process water is triggered in this case. This has the advantage that a sufficient transfer of interfering ions from the service water chamber into the process water chamber can be maintained for effective decalcification, which would otherwise only be low if the concentration of interfering ions in the process water was too high due to the diffusion pressure counteracting the electric field. The at least one action can include, for example, automatically draining the process water and/or issuing a message to a user to drain the process water.
Das Überwachen kann in einer Weiterbildung eigenständig durch einen Nutzer durchführt werden. So kann er das Ablassen des Prozesswassers selbsttätig auslösen oder durchführen, wenn er den Eindruck hat, dass das Ablassen notwendig ist. In a further development, the monitoring can be carried out independently by a user. In this way he can automatically trigger or carry out the draining of the process water if he has the impression that draining is necessary.
Es ist Ausgestaltung, dass das Elektrohaushaltsgerät dazu eingerichtet ist, automatisch zu überwachen, wann die Konzentration von Störionen in dem Prozesswasser mindestens ein vorgegebenes Maß erreicht oder überschreitet und dann mindestens eine Aktion zum Auswechseln des Prozesswassers ausgelöst wird. Dies ermöglicht einen besonders zuverlässige Überwachung auf einen geeigneten Austausch des Prozesswassers. It is an embodiment that the electrical household appliance is set up to automatically monitor when the concentration of interfering ions in the process water reaches or exceeds at least a predetermined level and then at least one action to replace the process water is triggered. This enables a particularly reliable monitoring of a suitable replacement of the process water.
Wenn das Gerät einen festen Abwasseranschluss an die Hausentwässerung aufweist, kann das Ablassen automatisch erfolgen. Besonders vorteilhaft erfolgt dieses Ablassen zur Nachtzeit, so dass ein eventueller Gebrauch des Gerätes nicht behindert wird. Wenn kein fester Abwasseranschluss gegeben ist, muss der Nutzer das Prozesswasser manuell entsorgen, z.B. durch Entnahme und Entleerung entnehmbarer Wassertanks. If the device has a permanent waste water connection to the house drainage system, draining can take place automatically. This draining takes place particularly advantageously at night, so that any use of the device is not impeded. If there is no permanent waste water connection, the user must dispose of the process water manually, e.g. by removing and emptying removable water tanks.
Der Zeitpunkt, wann die Konzentration der Störionen in dem Prozesswasser mindestens ein vorgegebenes Maß (z.B. mindestens einen Schwell- bzw. Grenzwert) erreicht oder überschreitet, kann bei automatischer Überwachung beispielsweise indirekt dadurch erkannt werden, dass eine Nutzungsdauer des Interkalationsfilters einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet und/oder dass
eine durch den Interkalationsfilter bzw. die Nutzwasserkammer durchgelaufene Menge an Nutzwasser einen vorgegebenen Schwellwert erreicht oder überschreitet. The point in time when the concentration of the interfering ions in the process water reaches or exceeds at least a predetermined level (e.g. at least one threshold or limit value) can be indirectly detected with automatic monitoring, for example, by the fact that the useful life of the intercalation filter reaches or exceeds a predetermined threshold value and/or that an amount of process water that has passed through the intercalation filter or the process water chamber reaches or exceeds a predetermined threshold value.
Dazu kann beispielsweise die Härte extern zugeführten Wassers, des aktuell durchlaufenden oder zirkulierenden Prozesswassers und/oder des aktuell durchlaufenden oder zirkulierenden Nutzwassers herangezogen werden. Zusätzlich können weitere Parameter wie eine Salinität, ein Sauerstoffgehalt, eine Wassertemperatur, usw. berücksichtigt werden. Diese Einflussgrößen können z.B. anhand von bekannten Werten am Aufstellort des Elektrohaushaltsgeräts festgelegt werden (z.B. anhand einer bekannten regionalen Wasserhärte) und/oder geräteseitig gemessen werden. For this purpose, for example, the hardness of externally supplied water, the process water currently running through or circulating and/or the process water currently running through or circulating can be used. In addition, other parameters such as salinity, oxygen content, water temperature, etc. can be taken into account. These influencing variables can, for example, be determined using known values at the installation site of the electrical household appliance (e.g. using a known regional water hardness) and/or measured on the appliance side.
Es ist vorteilhaft, wenn dem Haushaltsgerät eine Wasserhärte (z.B. einen mittleren Härtegrad) des dem Haushaltsgerät zugegebenen Wassers (z.B. Frisch- bzw. Trinkwasser) bekannt ist. Denn so kann das Maß an die Wasserhärte angepasst werden, um einen besonders vorteilhaften Zeitpunkt zum Ablassen des Prozesswassers zu erhalten. It is advantageous if the water hardness (e.g. an average degree of hardness) of the water added to the household appliance (e.g. fresh or drinking water) is known to the household appliance. This is because the level can be adjusted to the water hardness in order to obtain a particularly advantageous point in time for draining the process water.
Alternativ kann der Zeitpunkt mittels eines Sensors bzw. einer Sensorik bestimmt werden, welche(r) eine Konzentration von Störionen im Nutzwasser und/oder im Prozesswasser misst. Hieraus kann für die örtliche Nutzungssituation ein besonders vorteilhafter Zeitpunkt zum Ablassen / Austauschen des Prozesswassers ermittelt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass dann eine eventuelle Fehlfunktion oder auch ein Altern bzw. Ermüden des Interkalationsfilters erkannt werden kann. Alternatively, the point in time can be determined by means of a sensor or a sensor system which measures a concentration of interfering ions in the service water and/or in the process water. From this, a particularly advantageous point in time for draining/replacing the process water can be determined for the local usage situation. A further advantage is that a possible malfunction or aging or fatigue of the intercalation filter can then be detected.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Elektrohaushaltsgerät dazu eingerichtet ist, die Konzentration der Störionen in dem Prozesswasser mittels Cyclovoltammetrie zu überwachen. Im Folgenden wird das Prinzip der grundsätzlich bekannten Cyclovoltammetrie kurz erläutert: bei der Cyclovoltammetrie werden die Unterschiede in den Atommassen der Störionen ausgenutzt. So liegt die Atommasse von Calcium bei ca. 40, die Atommasse von Magnesium bei ca. 24,3 und die relevanten Massen von Carbonaten (abhängig von der Art des betrachteten Carbonats) noch erheblich darüber. Wenn Ionen in einer Flüssigkeit sich nach Anlegen eines elektrischen Felds entlang des Felds bewegen, entspricht diese gerichtete Bewegung einem elektrischen Strom. Bei einer Messung dieses Stromes mit einem Amperemeter kann nur der gesamte elektrische Strom gemessen werden. Die Bewegung der einzelnen Ladungsträger trägt aber sehr unterschiedlich zu diesem Strom
bei. Wenn ein Ion sich unter dem Einfluss des elektrischen Felds durch Wasser bewegt, dann hängt seine Bewegungsgeschwindigkeit von seiner Ladung (je höher die Ladung, desto schneller) und von seiner Beweglichkeit (je beweglicher, desto schneller) ab. Die Beweglichkeit des Ions wiederum hängt von seiner der Größe (je größer desto langsamer, weil größere Atome eher von anderen Atomen bzw. von den Molekülen im Wasser in ihrer Bewegung gehindert werden) und seiner Masse (je schwerer, desto langsamer, weil schwere Atome wesentlich träger auf Beschleunigung reagieren) ab. Diese Umstände werden bei der Cyclovoltammetrie genutzt, bei welcher eine - vorteilhafterweise kontinuierlich - steigende Spannung an ein Messvolumen angelegt wird. Die im Wasser gelösten Ladungsträger (Ionen) werden sich schneller und früher bewegen, wenn sie sehr hoch geladen sind, sehr klein sind und sehr leicht sind. Es wird sich daher bei kontinuierlich steigender Spannung ein stufiger Stromverlauf einstellen. Aus der Ausprägung dieser Stromstufen kann automatisiert abgeschätzt werden, welche Ladungsträger sich in dem Wasser befinden (Identifikation von Störstoffen) und wie viele Ladungsträger sich jeweils im Wasser befinden (Abschätzung der Konzentration). Die notwendigen Messspannungen liegen typischerweise im Bereich zwischen etwa 1 Volt bis 2 Volt. In one configuration, the household electrical appliance is set up to monitor the concentration of the interfering ions in the process water using cyclic voltammetry. The principle of cyclic voltammetry, which is known in principle, is briefly explained below: in cyclic voltammetry, the differences in the atomic masses of the interfering ions are used. The atomic mass of calcium is around 40, the atomic mass of magnesium around 24.3 and the relevant masses of carbonates (depending on the type of carbonate considered) are considerably higher. When ions in a liquid move along the field upon application of an electric field, this directional movement corresponds to an electric current. When measuring this current with an ammeter, only the total electric current can be measured. However, the movement of the individual charge carriers contributes very differently to this current at. When an ion moves through water under the influence of the electric field, its speed of movement depends on its charge (the higher the charge, the faster) and its mobility (the more mobile, the faster). The mobility of the ion, in turn, depends on its size (the larger, the slower, because larger atoms are more likely to be hindered in their movement by other atoms or by the molecules in the water) and its mass (the heavier, the slower, because heavy atoms are significantly slower react to acceleration). These circumstances are used in cyclic voltammetry, in which an--advantageously continuously--increasing voltage is applied to a measurement volume. Charge carriers (ions) dissolved in water will move faster and earlier if they are very highly charged, very small and very light. A stepped current curve will therefore set in with a continuously increasing voltage. From the expression of these current levels, it can be automatically estimated which charge carriers are in the water (identification of impurities) and how many charge carriers are in the water (estimation of the concentration). The necessary measurement voltages are typically in the range between about 1 volt and 2 volts.
Zusätzlich zum Ablassen von Prozesswasser können ein oder mehrere Reinigungs- und/oder Servicevorgänge durchgeführt werden, z.B. ein Durchspülen der Kammern, ein Reversieren der Elektrodenpolarität, um Interkalationsvolumen eingelagerte Störionen auszulösen, ein Zugeben von Entkalkungsmittel, ein Austauschen mindestens eines In- terkalationsvolumens, usw. In addition to draining the process water, one or more cleaning and/or service procedures can be carried out, e.g. flushing the chambers, reversing the electrode polarity in order to trigger intercalation volumes embedded interference ions, adding decalcification agent, replacing at least one intercalation volume, etc.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Elektrohaushaltsgeräts, bei dem entkalktes Nutzwasser erzeugt wird, indem Störionen in ein Interkalationsvolumen eines Interkalationsfilters des Elektrohaushaltsgeräts eingelagert werden. Das Verfahren kann analog zu dem Elektrohaushaltsgerät ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf. The object is also achieved by a method for operating a water-carrying electrical household appliance in which decalcified service water is produced by interfering ions being stored in an intercalation volume of an intercalation filter of the electrical household appliance. The method can be designed analogously to the electrical household appliance and has the same advantages.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
Fig.1 zeigt eine Skizze eines wasserführenden Elektrohaushaltsgeräts im Bereich seines Interkalationsfilters; The characteristics, features and advantages of this invention described above, and the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of an exemplary embodiment, which will be explained in more detail in connection with the drawings. 1 shows a sketch of a water-carrying electrical household appliance in the area of its intercalation filter;
Fig.2 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 2 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a first embodiment;
Fig.3 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; 3 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a second embodiment;
Fig.4 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel; 4 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a third embodiment;
Fig.5 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und 5 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a fourth exemplary embodiment and
Fig.6 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. FIG. 6 shows a more detailed sketch of an intercalation filter according to a fifth exemplary embodiment.
Fig.1 zeigt eine Skizze eines wasserführenden Elektrohaushaltsgeräts 1 , z.B. eines Backofens mit Dampfbehandlungsfunktion. Das Elektrohaushaltsgerät 1 weist einen Inter- kalationsfilter 2 auf, der dazu dient, eine Menge von störenden Ionen in dem von dem Elektrohaushaltsgerät zu nutzenden Wassers W zu reduzieren, z.B. um eine Verkalkung zu verlangsamen. Fig. 1 shows an outline of a water-bearing electrical household appliance 1, e.g. an oven with a steam treatment function. The household electrical appliance 1 has an intercalation filter 2, which serves to reduce a quantity of disruptive ions in the water W to be used by the household electrical appliance, e.g. to slow down calcification.
Der Interkalationsfilter 2 weist mindestens ein Filtergehäuse 3 mit einer Nutzwasserkammer 4 und einer Prozesswasserkammer 5 auf. Aus der Nutzwasserkammer 4 entnommenes Wasser W ist ionenreduziert, während aus der Prozesswasserkammer 5 entnommenes Wasser W einen erhöhten lonenanteil aufweist und insbesondere zur Entsorgung vorgesehen ist. The intercalation filter 2 has at least one filter housing 3 with a service water chamber 4 and a process water chamber 5 . Water W taken from the service water chamber 4 is ion-reduced, while water W taken from the process water chamber 5 has an increased proportion of ions and is intended in particular for disposal.
Die beiden Kammern 4 und 5 sind voneinander für Wasser undurchlässig und für Ionen einer ersten Polarität (hier beispielsweise für negativ geladene Anionen) durchlässig abgetrennt. Dazu ist eine entsprechende Trennwand 6 eingezeichnet, die gleichzeitig als Interkalationsvolumen 7 dient und die dazu eingerichtet ist, störende Ionen einer zweiten Polarität (Kationen) einzulagern. Da die Trennwand 6 an die Nutzwasserkammer 4 grenzt und daher in der Nutzwasserkammer 4 befindliche Kationen in dem Interkalationsvolumen 7 eingelagert werden können, ist das Interkalationsvolumen 7 der Nutzwasserkammer 4 "zugeordnet".
In der Nutzwasserkammer 4 ist mindestens eine erste Elektrode 8 eines Elektrodenpaars 8, 9 untergebracht ist, die z.B. als elektrischer Pluspol betreibbar ist, und in der Prozesswasserkammer 5 ist mindestens eine zweite Elektrode 9 des Elektrodenpaars 8, 9 untergebracht, die z.B. als elektrischer Minuspol betreibbar ist. Bei Anlegen einer Spannungsdifferenz and die Elektroden 8, 9 werden in der Nutzwasserkammer 4 befindliche Kationen verstärkt in oder durch das Interkalationsvolumen 7 bewegt und dabei zumindest teilweise im Interkalationsvolumen 7 gebunden. Da die Wasserhärte im Wesentlichen durch die Anwesenheit gelöster Erdalkali-Kationen (z.B. Ca2+, Mg2+, usw.) bestimmt ist, wird durch diese forcierte Bewegung der Kationen durch das Interkalationsvolumen 7 die Wasserhärte in der Nutzwasserkammer 4 herabgesetzt. The two chambers 4 and 5 are separated from one another so that they are impermeable to water and permeable to ions of a first polarity (here, for example, to negatively charged anions). For this purpose, a corresponding partition 6 is drawn in, which at the same time serves as an intercalation volume 7 and which is set up to store interfering ions of a second polarity (cations). Since the dividing wall 6 adjoins the service water chamber 4 and cations located in the service water chamber 4 can therefore be stored in the intercalation volume 7, the intercalation volume 7 is “assigned” to the service water chamber 4. At least one first electrode 8 of a pair of electrodes 8, 9 is accommodated in the service water chamber 4, which can be operated, for example, as an electrical positive pole, and at least one second electrode 9 of the pair of electrodes 8, 9 is accommodated in the process water chamber 5, which can be operated, for example, as an electrical negative pole is. When a voltage difference is applied to the electrodes 8, 9, cations in the process water chamber 4 are increasingly moved into or through the intercalation volume 7 and are at least partially bound in the intercalation volume 7. Since the water hardness is essentially determined by the presence of dissolved alkaline earth cations (eg Ca 2+ , Mg 2+ , etc.), the water hardness in the service water chamber 4 is reduced by this forced movement of the cations through the intercalation volume 7 .
Zur Be- und/oder Nachfüllung der beiden Kammern 4, 5 ist eine Frischwasserzuleitung 10 vorhanden, die mit einer Wasserleitung oder einem Wassertank (o. Abb.) verbunden sein kann. Die Frischwasserzuleitung 10 weist ein Teilchenfilter 11 und ein Absperrventil 12 auf. Der Teilchenfilter 11 dient z.B. zur Filterung von Staub, Sand, Fuseln, Ablagerungen, usw. For filling and/or refilling the two chambers 4, 5 there is a fresh water supply line 10 which can be connected to a water line or a water tank (not shown). The fresh water supply line 10 has a particle filter 11 and a shut-off valve 12 . The particle filter 11 is used, for example, to filter dust, sand, lint, deposits, etc.
Das Elektrohaushaltsgerät 1 weist ferner ein Absperrventil 13 auf, dass einerseits mit dem Absperrventil 12 und andererseits über ein Teilchenfilter 14 mit einem Absperrventil 15 fluidisch verbunden ist. Das Absperrventil 15 ist andererseits mit einem Wassereinlass der Nutzwasserkammer 4 verbunden. Außerdem vorhanden ist ein Absperrventil 16, dass einerseits mit dem Absperrventil 12 und andererseits über ein Teilchenfilter 17 mit einem Absperrventil 18 fluidisch verbunden ist. Das Absperrventil 18 ist andererseits mit einem Wassereinlass der Prozesswasserkammer 5 verbunden. The household electrical appliance 1 also has a shut-off valve 13 which is fluidically connected to the shut-off valve 12 on the one hand and to a shut-off valve 15 via a particle filter 14 on the other hand. On the other hand, the shut-off valve 15 is connected to a water inlet of the service water chamber 4 . There is also a shut-off valve 16 which is fluidically connected to the shut-off valve 12 on the one hand and to a shut-off valve 18 via a particle filter 17 on the other hand. On the other hand, the shut-off valve 18 is connected to a water inlet of the process water chamber 5 .
Aus der Nutzwasserkammer 4 wird Nutzwasser in einen Nutzwassertank 19 abgelassen, während das Prozesswasser in einen Prozesswassertank 20 abgelassen wird. Nutzwassertank 19 und/oder Prozesswassertank 20 können jeweils fest verbaut oder alternativ entnehmbar gestaltet sein. Process water is drained from the process water chamber 4 into a process water tank 19 , while the process water is drained into a process water tank 20 . Process water tank 19 and/or process water tank 20 can each be permanently installed or alternatively designed to be removable.
Das Elektrohaushaltsgerät 1 weist außerdem eine erste Pumpe 21 auf, die dazu vorgesehen ist, Wasser aus dem Nutzwassertank 19 zurück in die Nutzwasserkammer 4 zu pumpen. Dazu ist eine Druckseite der Pumpe 21 hier beispielhaft mit einer Auslassseite des Absperrventils 13 und einer Einlassseite des Teilchenfilters 14 verbunden, mündet also
auslassseitig zwischen Absperrventil 13 und Teilchenfilter 14. Analog ist eine zweite Pumpe 22 vorhanden, die dazu vorgesehen ist, Wasser aus dem Prozesswassertank 20 zurück in die Prozesswasserkammer 5 zu pumpen. Dazu ist eine Druckseite der Pumpe 22 hier beispielhaft mit einer Auslassseite des Absperrventils 16 und einer Einlassseite des Teilchenfilters 17 verbunden, mündet also zwischen Absperrventil 16 und Teilchenfilter 17. The electrical household appliance 1 also has a first pump 21 which is intended to pump water from the service water tank 19 back into the service water chamber 4 . For this purpose, a pressure side of the pump 21 is connected here, for example, to an outlet side of the shut-off valve 13 and an inlet side of the particle filter 14, that is to say it opens out On the outlet side between shut-off valve 13 and particle filter 14 . Analogously, a second pump 22 is present, which is intended to pump water from the process water tank 20 back into the process water chamber 5 . For this purpose, a pressure side of the pump 22 is connected here, for example, to an outlet side of the shut-off valve 16 and an inlet side of the particle filter 17, i.e. it opens out between the shut-off valve 16 and the particle filter 17.
Der Nutzwassertank 19 ist auslassseitig an ein weiteres Absperrventil 23 angeschlossen, das andererseits an ein Absperrventil 24, das wiederum an einen allgemeinen Abfluss des Elektrohaushaltsgerät 1 angeschlossen ist, und ein Absperrventil 25, das andererseits als Nutzwasseranschluss für wasserführende Verbraucher oder Funktionseinheiten des Elektrohaushaltsgeräts 1 dient, angeschlossen ist. Ferner ist ein Absperrventil 26 vorhanden, welches die Prozesswasserkammer 5 und den Prozesswassertank 20 gegen die Absperrventile 24 und 25 absperren kann. The service water tank 19 is connected on the outlet side to a further shut-off valve 23, which on the other hand is connected to a shut-off valve 24, which in turn is connected to a general drain of the electrical household appliance 1, and a shut-off valve 25, which on the other hand serves as a service water connection for water-carrying consumers or functional units of the electrical household appliance 1. connected. There is also a shut-off valve 26 which can shut off the process water chamber 5 and the process water tank 20 from the shut-off valves 24 and 25 .
Die Absperrventile 12, 13, 15, 16, 18 und 23 bis 26 sowie die Pumpen 21 und 22 können durch das Elektrohaushaltsgerät 1 steuerbar sein, z.B. mittels einer entsprechenden Steuereinrichtung (o. Abb.). The shut-off valves 12, 13, 15, 16, 18 and 23 to 26 and the pumps 21 and 22 can be controlled by the electrical household appliance 1, e.g. by means of a corresponding control device (not shown).
Beispielsweise kann der zunächst leere I nterkalationsfilter 2 mit Frischwasser befüllt werden, wozu die Ventile 12, 13, 15 16 und 18 geöffnet geschaltet worden sind und die übrigen Ventile 23 bis 26 z.B. geschlossen sind. For example, the initially empty intercalation filter 2 can be filled with fresh water, for which purpose the valves 12, 13, 15, 16 and 18 have been opened and the remaining valves 23 to 26 are closed, for example.
Anschließend kann - z.B. durch einen Nutzer oder automatisch - ein Filtervorgang gestartet werden. Hierbei kann der Durchfluss von Prozesswasser im Dauerdurchlauf oder im Kreislauf erfolgen. Bei einem Dauerdurchlauf wird der Prozesswasserkammer 5 stets frisches Wasser zugeführt. Da hierbei die Konzentration der zu entfernenden Stoffe im Prozesswasser minimal ist, wird die Geschwindigkeit der Entkalkung des Nutzwassers besonders schnell erfolgen. Zum Durchflussbetrieb des Prozesswassers können beispielsweise die Ventile 12, 16 18, 24 und 26 kontinuierlich oder phasenweise geöffnet sein, so dass Frischwasser durch den Filter 11 , das Ventil 12, das Ventil 16, den Filter 17, das Ventil 18, die Prozesswasserkammer 5, das Ventil 16 und das Ventil 24 in den Abfluss des Elektrohaushaltsgerät 1 fließt.
Alternativ kann das Prozesswasser im Kreislauf gefahren werden. Dabei wird vorteilhafterweise der Wasserverbrauch gering gehalten, dafür sinkt mit steigender Konzentration der zu entfernenden Stoffe im Prozesswasser die Filterwirkung. Entsprechend wird die notwendige Zeit zur Erreichung einer definierten Entkalkung des Nutzwassers steigen. Der Kreislaufbetrieb des Prozesswassers kann z.B. durch Schließen der Ventile 16 und 26, Öffnen des Ventils 18 und Aktivierung der zweiten Pumpe 22 durchgeführt werden. A filter process can then be started - eg by a user or automatically. The flow of process water can be continuous or circulating. In the case of continuous flow, the process water chamber 5 is always supplied with fresh water. Since the concentration of the substances to be removed in the process water is minimal, the process water is decalcified particularly quickly. For flow operation of the process water, the valves 12, 16, 18, 24 and 26 can be opened continuously or in phases, for example, so that fresh water can flow through the filter 11, the valve 12, the valve 16, the filter 17, the valve 18, the process water chamber 5, the valve 16 and the valve 24 flows into the drain of the electrical household appliance 1. Alternatively, the process water can be circulated. The water consumption is advantageously kept low, but the filter effect decreases with increasing concentration of the substances to be removed in the process water. Accordingly, the time required to achieve a defined decalcification of the process water will increase. The circulatory operation of the process water can be carried out, for example, by closing the valves 16 and 26, opening the valve 18 and activating the second pump 22.
Wenn das Prozesswasser im Kreislauf gefahren wird, wird irgendwann die Konzentration von Störstoffen im Prozesswasser so hoch sein, dass die Filterwirkung des Interkalations- filters 7 auf ein nicht mehr akzeptables Maß zurückgeht, da die Erzeugung einer gewissen Menge Nutzwasser zu lange dauert. Dieser Zeitpunkt kann durch das Vorhandensein des - optionalen - Prozesswassertanks 20 hinausgezögert werden. Wenn dieser Zeitpunkt erreicht wird, dann muss das hoch konzentrierte Prozesswasser abgelassen und ersetzt werden. Das hoch konzentrierte Prozesswasser kann durch frisches Wasser ersetzt werden, z.B. durch Öffnen der Ventile 24 und 26 bzw. der Ventile 12, 16 und 18. Zur Verbesserung der Filterwirkung gleich zu Beginn nach einer Wiederbefüllung der Prozesswasserkammer 5 ist es vorteilhaft, Nutzwasser als neues Prozesswasser zu verwenden, z.B. durch Entnahme aus dem Nutzwassertank 19. If the process water is circulated, at some point the concentration of impurities in the process water will be so high that the filter effect of the intercalation filter 7 will drop to an unacceptable level, since it takes too long to generate a certain amount of process water. This point in time can be delayed by the presence of the—optional—process water tank 20 . When this point is reached, the highly concentrated process water must be drained and replaced. The highly concentrated process water can be replaced with fresh water, for example by opening valves 24 and 26 or valves 12, 16 and 18. To improve the filter effect right at the beginning after refilling the process water chamber 5, it is advantageous to use process water as new process water to be used, e.g. by removing it from the service water tank 19.
Wenn das Prozesswasser ersetzt wird, kann es allgemein vorteilhaft sein, eine gründliche Spülung des Filtersystems vorzunehmen. Dies kann umfassen, dass der Interkalationsfil- ter 2 als auch ggf. der Nutzwassertank 19 und/oder der Prozesswassertank 20 und die entsprechenden Rohre gespült werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn während einer Spülung die Polarität an den Elektroden 8,9 umgekehrt wird, weil so die im Interkala- tionsvolumen eingelagerten Störstoffe zumindest teilweise wieder ausgelagert und folgend aus dem System entfernt werden können. When replacing the process water, it may generally be beneficial to perform a thorough rinsing of the filter system. This can include flushing the intercalation filter 2 and possibly also the service water tank 19 and/or the process water tank 20 and the corresponding pipes. It is particularly advantageous if the polarity at the electrodes 8, 9 is reversed during flushing, because in this way the impurities stored in the intercalation volume can be at least partially relocated and subsequently removed from the system.
Auch die Nutzwasserseite kann grundsätzlich im Durchlauf oder im Kreislauf betrieben werden. Vorliegend ist es besonders vorteilhaft, wenn Nutzwasser im Kreislauf erzeugt wird, da sich die Wasserhärte so besonders weit absenken lässt. Wird Nutzwasser aus dem Nutzwassertank 19 zur Nutzung mit einem wasserführenden Verbraucher abgelassen, kann Frischwasser nachgefüllt werden. Das Nutzwasser kann im Kreislauf auch unabhängig von einem anderen Betrieb des Elektrohaushaltsgeräts 1 durchgeführt werden (z.B. nachts, insbesondere automatisch gestartet), um stark entkalktes bzw. enthärtetes
Nutzwasser in ausreichender Menge im Nutzwassertank 19 vorzuhalten bzw. auf Vorrat zu erzeugen. Der Entkalkungs- bzw. Filtervorgang kann also ein unabhängig durchgeführter Ablauf sein. In principle, the process water side can also be operated continuously or in a cycle. In the present case, it is particularly advantageous if process water is generated in a circuit, since the water hardness can be reduced particularly far in this way. If service water is drained from the service water tank 19 for use with a water-carrying consumer, fresh water can be refilled. The service water can also be circulated independently of any other operation of the electrical household appliance 1 (eg at night, in particular started automatically) to heavily decalcified or softened water To keep a sufficient quantity of industrial water in the industrial water tank 19 or to produce it in stock. The decalcifying or filtering process can therefore be a process that is carried out independently.
Allgemein kann das gezeigte Entkalkungssystem 2 bis 26, auch noch bei einem Mengenverhältnis von Nutzwasser zu Prozesswasser von ca. 10:1 effektiv arbeiten kann. Die Effektivität der Entkalkung steigt, wenn das Verhältnis geringer wird. Allgemein kann das Volumen des Prozesswassertanks 20 geringer sein als das Volumen des Nutzwassertanks 19. In general, the decalcifying system 2 to 26 shown can also work effectively with a quantity ratio of service water to process water of approximately 10:1. The effectiveness of descaling increases as the ratio decreases. In general, the volume of the process water tank 20 can be less than the volume of the service water tank 19.
Die verfügbare Menge von Nutzwasser kann noch erhöht werden, wenn stark entkalkten Nutzwasser wieder Frischwasser zugemischt wird. Hierbei steigt der Kalkgehalt im Nutzwasser wieder etwas an, ist aber typischerweise immer noch merklich weicher als reines Frischwasser. The available quantity of process water can be increased if heavily decalcified process water is mixed with fresh water again. Here, the lime content in the service water increases again somewhat, but is typically still noticeably softer than pure fresh water.
Fig.2 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters 2, 2a gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Nutzwasserkammer 4 weist einen Wassereinlass 27 und einen Wasserauslass 28 auf, während die Prozesswasserkammer 5 einen Wassereinlass 29 und einen Wasserauslass 30 aufweist. Das Interkalationsvolumen 7 dient als Trennwand zwischen der Nutzwasserkammer 4 und der Prozesswasserkammer 5 und kann wasserundurchlässig oder schlecht wasserdurchlässig ausgebildet sein. Das Interkalationsvolumen 7 ist also nicht-querend in Bezug auf die Nutzwasserkammer 4 und die Prozesswasserkammer 5 angeordnet. 2 shows a more detailed sketch of an intercalation filter 2, 2a according to a first exemplary embodiment. The service water chamber 4 has a water inlet 27 and a water outlet 28 , while the process water chamber 5 has a water inlet 29 and a water outlet 30 . The intercalation volume 7 serves as a dividing wall between the service water chamber 4 and the process water chamber 5 and can be designed to be water-impermeable or poorly water-permeable. The intercalation volume 7 is therefore arranged non-crossing in relation to the service water chamber 4 and the process water chamber 5 .
Die in der Nutzwasserkammer 4 befindliche erste Elektrode 8 ist hier als Pluspol ausgebildet, während die in der Prozesswasserkammer 5 befindliche Elektrode 9 als Minuspol ausgebildet ist. Eine an die Elektroden 8, 9 angelegte Spannungsdifferenz liegt vorteilhafterweise unter 1,23 Volt, z.B. zwischen 1 Volt und 1,2 Volt. Liegt die Spannungsdifferenz an, wird zwischen den beiden Elektroden 8, 9 ein elektrisches Feld aufgebaut, das Kationen wie Ca2+, Mg2+, usw. in bzw. durch das Interkalationsvolumen 7 bewegt, welche in dem Interkalationsvolumen 7 eingelagert bzw. gehalten werden. Dadurch wird die Wasserhärte in der Nutzwasserkammer 4 verringert, vor allem wenn das Interkalationsvolumen 7 für Anionen undurchlässig ist.
Fig.3 zeigt eine detailliertere Skizze eines weiteren Interkalationsfilters 2, 2b. The first electrode 8 located in the process water chamber 4 is designed here as a positive pole, while the electrode 9 located in the process water chamber 5 is designed as a negative pole. A voltage difference applied to the electrodes 8, 9 is advantageously below 1.23 volts, for example between 1 volt and 1.2 volts. If the voltage difference is present, an electric field is built up between the two electrodes 8, 9, which moves cations such as Ca 2+ , Mg 2+ , etc. into or through the intercalation volume 7, which are stored or held in the intercalation volume 7 . As a result, the water hardness in the service water chamber 4 is reduced, especially if the intercalation volume 7 is impermeable to anions. 3 shows a more detailed sketch of a further intercalation filter 2, 2b.
Die Nutzwasserkammer 4 ist von der Prozesswasserkammer 5 nun mittels einer für Ionen, insbesondere nur für Anionen durchlässigen, aber Wasser undurchlässigen Trennmembran 31 abgetrennt. Durch Anlegen der Spannungsdifferenz zwischen die beiden Elektroden 8, 9 ähnlich zu Fig.2 werden (a) Kationen stärker in das nun wasserdurchlässige Interkalationsvolumen 7a bewegt und (b) Anionen aus der Nutzwasserkammer 4 in die Prozesswasserkammer 5 bewegt. Das am Wasserauslass 28 austretende Nutzwasser N ist also sowohl an Kationen als auch an Anionen arm. In diesem Ausführungsbeispiel kann das erste Interkalationsvolumen 7a hochgradig wasserdurchlässig sein. The process water chamber 4 is now separated from the process water chamber 5 by means of a separating membrane 31 which is permeable to ions, in particular only to anions, but impermeable to water. By applying the voltage difference between the two electrodes 8, 9 similar to FIG. The process water N exiting at the water outlet 28 is therefore low in both cations and anions. In this embodiment, the first intercalation volume 7a can be highly water permeable.
Optional ist in der Prozesswasserkammer 5 ein zweites wasserdurchlässiges Interkalationsvolumen 7b vorhanden, wodurch sich auch in dem Prozesswasser P befindliche Kationen einfangen lassen. Das zweite Interkalationsvolumen 7b kann analog zu der Prozesswasserkammer 5 im Wasserstrom zwischen dem Wassereinlass 29 und dem Wasserauslass 30 angeordnet sein (o. Abb.). A second water-permeable intercalation volume 7b is optionally present in the process water chamber 5, as a result of which cations present in the process water P can also be trapped. The second intercalation volume 7b can be arranged analogously to the process water chamber 5 in the water flow between the water inlet 29 and the water outlet 30 (not shown).
Auch hier ist das Interkalationsvolumen 7a den Strom des Nutzwassers N nicht-querend in der Nutzwasserkammer 4 angeordnet, und das Interkalationsvolumen 7b ist den Strom des Prozesswassers P nicht-querend in der Prozesswasserkammer 5 angeordnet. Here, too, the intercalation volume 7a is arranged in the process water chamber 4 so as not to cross the flow of the process water N, and the intercalation volume 7b is arranged in the process water chamber 5 so as not to cross the flow of the process water P.
Fig.4 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters 2, 2c. Hier ist die Polarität zwischen den Elektroden 8 und 9 im Vergleich zu Fig.2 und Fig.3 umgekehrt. Das erste Interkalationsvolumen 7a ist in der Nutzwasserkammer 4 zwischen den Wasseranschlüssen 27 und 28 einerseits und der ersten Elektrode 8 andererseits angeordnet. Bei Anlegen einer Spannungsdifferenz zwischen den beiden Elektroden 8, 9 werden die in die Nutzwasserkammer 4 einströmenden Kationen von der ersten Elektrode 8 anagezogen und bei Durchlauf durch das erste Interkalationsvolumen 7a eingefangen. 4 shows a more detailed sketch of an intercalation filter 2, 2c. Here the polarity between the electrodes 8 and 9 is reversed compared to Fig.2 and Fig.3. The first intercalation volume 7a is arranged in the service water chamber 4 between the water connections 27 and 28 on the one hand and the first electrode 8 on the other. When a voltage difference is applied between the two electrodes 8, 9, the cations flowing into the service water chamber 4 are attracted by the first electrode 8 and captured as they pass through the first intercalation volume 7a.
Fig.5 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters 2, 2d. Zumindest die Kationen anziehende Elektrode, hier: die als Minuspol dienende erste Elektrode 8, ist in das erste, wasserdurchlässige Interkalationsvolumen 7a eingebettet .
Fig.6 zeigt eine detailliertere Skizze eines Interkalationsfilters 2, 2e. Hier sind die erste Elektrode 32 und die zweite Elektrode 33 als Interkalationselektroden ausgebildet, die wasserdurchlässiges elektrisch leitfähiges Interkalationsmaterial aufweisen oder daraus bestehen. Sie sind über z.B. metallische Anschlussfahnen 34 an die Spannungsquelle angeschlossen. 5 shows a more detailed sketch of an intercalation filter 2, 2d. At least the electrode that attracts cations, here: the first electrode 8 serving as the negative pole, is embedded in the first, water-permeable intercalation volume 7a. 6 shows a more detailed sketch of an intercalation filter 2, 2e. Here the first electrode 32 and the second electrode 33 are in the form of intercalation electrodes which have or consist of water-permeable, electrically conductive intercalation material. They are connected to the voltage source via metal connecting lugs 34, for example.
Bei den obigen Interkalationsfiltern 2, 2a bis 2d ist es für eine hohe Enthärtungseffektivität und lange Lebensdauer vorteilhaft, wenn die Elektroden 8, 9 aus Matten oder Geflechten aus leitfähigen Metallen und/oder Kohlenstofffasern usw. ausgeführt sind. Auch können z.B. siebartig perforierte Metallfolien verwendet werden. In the case of the above intercalation filters 2, 2a to 2d, it is advantageous for high softening efficiency and long service life if the electrodes 8, 9 are made of mats or braids made of conductive metals and/or carbon fibers, etc. Metal foils perforated like a sieve, for example, can also be used.
Eigenschaften der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können auch ausgetauscht oder kombiniert werden, wo möglich. Beispielsweise können die Interkalationsvolumina der Interkalationsfilter 2b bis 2e jeweils zwischen dem ungehinderten Hauptflussbereich des Wassers und der Membran angeordnet sein, oder der Hauptflussbereich des Wassers kann zwischen dem Interkalationsfilter und der Membran vorhanden sein. Features of the embodiments described above may also be interchanged or combined where possible. For example, the intercalation volumes of the intercalation filters 2b to 2e may each be located between the main unobstructed flow area of water and the membrane, or the main flow area of water may be between the intercalation filter and the membrane.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Of course, the present invention is not limited to the embodiment shown.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw. In general, "a", "an" etc. can be understood as a singular or a plural number, in particular in the sense of "at least one" or "one or more" etc., as long as this is not explicitly excluded, e.g. by the expression "exactly a" etc.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste A numerical specification can also include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded. reference list
1 Elektrohaushaltsgerät1 electrical household appliance
2 Interkalationsfilter 2 intercalation filters
3 Filtergehäuse 3 filter housing
4 Nutzwasserkammer4 service water chamber
5 Prozesswasserkammer5 process water chamber
6 Trennwand 6 partition
7 Interkalationsvolumen7 intercalation volume
7a Interkalationsvolumen7a intercalation volume
7b Interkalationsvolumen7b intercalation volume
8 Erste Elektrode 8 First electrode
9 Zweite Elektrode 9 Second electrode
10 Frischwasserzuleitung10 fresh water supply line
11 Teilchenfilter 11 particle filter
12 Absperrventil 12 shut-off valve
13 Absperrventil 13 shut-off valve
14 Teilchenfilter 14 particle filters
15 Absperrventil 15 shut-off valve
16 Absperrventil 16 shut-off valve
17 Teilchenfilter 17 particle filter
18 Absperrventil 18 shut-off valve
19 Nutzwassertank 19 service water tank
20 Prozesswassertank20 process water tank
21 Erste Pumpe 21 First pump
22 Zweite Pumpe 22 Second pump
23 Absperrventil 23 shut-off valve
24 Absperrventil 24 shut-off valve
25 Absperrventil 25 shut-off valve
26 Absperrventil 26 shut-off valve
27 Wassereinlass 27 water inlet
28 Wasserauslass 28 water outlet
29 Wassereinlass 29 water inlet
30 Wasserauslass
31 Trennmembran 30 water outlet 31 separation membrane
32 Interkalationselektrode32 intercalation electrode
33 Interkalationselektrode33 intercalation electrode
34 Anschlussfahne N Nutzwasser 34 Terminal lug N service water
P Prozesswasser P process water
W Wasser
W water
Claims
23 23
Patentansprüche Wasserführendes Elektrohaushaltsgerät (1), aufweisend mindestens einen Wasserfilter (2, 2a-2e) in Form eines Interkalationsfilters mit mindestens einem Inter- kalationsvolumen (7, 7a, 7b; 32, 33), wobei das Interkalationsvolumen (7, 7a, 7b; 32, 33) dazu eingerichtet ist, Störionen aus zu entkalkendem Wasser (N) einzulagern, und den Interkalationsfilter (2, 2a-2e) durchlaufend habendes Wasser als Nutzwasser (N) zum Betreiben mindestens einer wasserführenden Funktionseinheit des Elektrohaushaltsgeräts (1) entnehmbar ist. Elektrohaushaltsgerät (1) nach Anspruch 1 , wobei der Interkalationsfilter (2, 2a-2e) mindestens ein Filtergehäuse Water-bearing electrical household appliance (1), having at least one water filter (2, 2a-2e) in the form of an intercalation filter with at least one intercalation volume (7, 7a, 7b; 32, 33), the intercalation volume (7, 7a, 7b; 32, 33) is set up to store interfering ions from the water (N) to be decalcified, and the water that has passed through the intercalation filter (2, 2a-2e) can be removed as process water (N) for operating at least one water-carrying functional unit of the electrical household appliance (1). Electrical household appliance (1) according to claim 1, wherein the intercalation filter (2, 2a-2e) at least one filter housing
(3) mit einer Nutzwasserkammer (4) und einer Prozesswasserkammer (5) aufweist, die beiden Kammern (4, 5) voneinander für Wasser (N, P) praktisch undurchlässig und für Störionen zumindest einer ersten Polarität durchlässig abgetrennt sind, zumindest der Nutzwasserkammer (N) mindestens ein Interkalationsvolumen (7, 7a; 32) zugeordnet ist, das dazu eingerichtet ist, Störionen einer zweiten Polarität einzulagern. in der Nutzwasserkammer (N) mindestens eine erste Elektrode (8) eines Elektrodenpaars (8, 9) untergebracht ist und in der Prozesswasserkammer (5) mindestens eine zweite Elektrode (9) des Elektrodenpaars (8, 9) untergebracht ist und aus der Nutzwasserkammer (4) das Nutzwasser (N) zum Betreiben der mindestens einen wasserführenden Funktionseinheit entnehmbar ist. Elektrohaushaltsgerät (1) nach Anspruch 2, wobei die erste Elektrode (32) und/oder die zweite Elektrode (33) zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigem Interkalationsmaterial besteht.
(3) with a service water chamber (4) and a process water chamber (5), the two chambers (4, 5) are separated from each other practically impermeable to water (N, P) and permeable to interfering ions of at least a first polarity, at least the service water chamber ( N) at least one intercalation volume (7, 7a; 32) is assigned, which is set up to store interfering ions of a second polarity. at least one first electrode (8) of a pair of electrodes (8, 9) is housed in the service water chamber (N) and at least one second electrode (9) of the pair of electrodes (8, 9) is housed in the process water chamber (5) and from the service water chamber ( 4) the service water (N) can be removed for operating the at least one water-carrying functional unit. Electrical household appliance (1) according to Claim 2, in which the first electrode (32) and/or the second electrode (33) consists at least partially of electrically conductive intercalation material.
4. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Nutzwasserkammer (4) von der Prozesswasserkammer (5) durch eine Trennwand getrennt ist, welche mindestens ein Interkalationsvolumen (7) aufweist. 4. Electrical household appliance (1) according to one of claims 2 to 3, wherein the service water chamber (4) is separated from the process water chamber (5) by a partition wall which has at least one intercalation volume (7).
5. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Nutzwasserkammer (4) von der Prozesswasserkammer (5) durch eine für Wasser undurchlässige und für die Störionen zumindest der ersten Polarität durchlässige Membran (31) getrennt ist und mindestens ein Interkalationsvolumen (7, 7a; 32) in der Nutzwasserkammer (4) untergebracht ist. 5. Electrical household appliance (1) according to one of Claims 2 to 3, wherein the process water chamber (4) is separated from the process water chamber (5) by a membrane (31) which is impermeable to water and permeable to the interfering ions of at least the first polarity, and at least one intercalation volume (7, 7a; 32) is housed in the service water chamber (4).
6. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei das mindestens eine Interkalationsvolumen (7, 7a, 7b; 32, 33) in nichtquerender Anordnung zwischen einem Wassereinlass (27, 29) und einem Wasserauslass (28, 30) der Nutzwasserkammer (4) und/oder der Prozesswasserkammer (5) angeordnet ist. 6. Electrical household appliance (1) according to one of the preceding claims 2 to 4, wherein the at least one intercalation volume (7, 7a, 7b; 32, 33) in a non-crossing arrangement between a water inlet (27, 29) and a water outlet (28, 30) the service water chamber (4) and/or the process water chamber (5) is arranged.
7. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei mindestens ein Interkalationsvolumen (7, 7b; 33) in der Prozesswasserkammer (5) untergebracht ist. 7. Electrical household appliance (1) according to one of the preceding claims 2 to 4, wherein at least one intercalation volume (7, 7b; 33) is accommodated in the process water chamber (5).
8. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Nutzwasserkammer an einen Nutzwassertank zur Bevorratung von Nutzwasser anschließbar ist, aus dem das Nutzwasser zum Betreiben des Elektrohaushaltsgeräts entnehmbar ist. 8. Electrical household appliance (1) according to one of the preceding claims, wherein the service water chamber can be connected to a service water tank for storing service water, from which the service water for operating the electrical household appliance can be removed.
9. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozesswasserkammer (5) an einen entleerbaren Prozesswassertank (20) anschließbar ist. 9. Electrical household appliance (1) according to one of the preceding claims, wherein the process water chamber (5) can be connected to a drainable process water tank (20).
10. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Elektrohaushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, Nutzwasser (N) zirkulierend durch die Nutzwasserkammer (4) zu führen.
10. Electrical household appliance (1) according to one of claims 2 to 9, wherein the electrical household appliance (1) is set up to lead service water (N) circulating through the service water chamber (4).
11. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei das Elektrohaushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, Prozesswasser (P) im Durchlauf durch die Prozesswasserkammer (5) zu führen. 11. Electrical household appliance (1) according to one of claims 2 to 10, wherein the electrical household appliance (1) is set up to lead process water (P) in the flow through the process water chamber (5).
12. Elektrohaushaltsgerät (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Elektrohaushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, Prozesswasser (P) zirkulierend durch die Prozesswasserkammer (5) zu führen. 12. Electrical household appliance (1) according to one of claims 2 to 11, wherein the electrical household appliance (1) is set up to lead process water (P) circulating through the process water chamber (5).
13. Elektrohaushaltsgerät (1) nach Anspruch 12, wobei das Elektrohaushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, automatisch zu überwachen, wann eine Konzentration von Störionen in dem Prozesswasser (P) mindestens ein vorgegebenes Kriterium erreicht oder überschreitet und für diesen Fall mindestens eine Aktion zum Auswechseln des Prozesswassers (P) auszulösen. 13. Electrical household appliance (1) according to claim 12, wherein the electrical household appliance (1) is set up to automatically monitor when a concentration of interfering ions in the process water (P) reaches or exceeds at least one predetermined criterion and for this case at least one action for to trigger the replacement of the process water (P).
14. Elektrohaushaltsgerät (1) nach Anspruch 13, bei dem das Elektrohaushaltsgerät (1) dazu eingerichtet ist, die Konzentration der Störionen in dem Prozesswasser (P) mittels Cyclovoltammetrie zu überwachen. 14. Electrical household appliance (1) according to claim 13, in which the electrical household appliance (1) is set up to monitor the concentration of the interfering ions in the process water (P) by means of cyclic voltammetry.
15. Verfahren zum Betreiben eines wasserführenden Elektrohaushaltsgeräts (1), bei dem entkalktes Nutzwasser (N) erzeugt wird, indem Störionen in ein Interkalati- onsvolumen (7, 7a, 7b; 32, 33) eines Interkalationsfilters (2, 2a-3d) des Elektrohaushaltsgeräts (1) eingelagert werden.
15. A method for operating a water-bearing electrical household appliance (1), in which decalcified service water (N) is generated by interfering ions in an intercalation onsvolume (7, 7a, 7b; 32, 33) of an intercalation filter (2, 2a-3d) of Electrical household appliance (1) are stored.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020210205.8A DE102020210205A1 (en) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | Descaling water in a water-carrying electrical household appliance |
PCT/EP2021/070321 WO2022033817A1 (en) | 2020-08-12 | 2021-07-21 | Decalcifying water in a water-carrying domestic electrical appliance |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP4196446A1 true EP4196446A1 (en) | 2023-06-21 |
Family
ID=77358202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP21755367.6A Pending EP4196446A1 (en) | 2020-08-12 | 2021-07-21 | Decalcifying water in a water-carrying domestic electrical appliance |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4196446A1 (en) |
CN (1) | CN116113601A (en) |
DE (1) | DE102020210205A1 (en) |
WO (1) | WO2022033817A1 (en) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ITTO20010847A1 (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-05 | Eltek Spa | DOMESTIC APPARATUS WITH ELECTROCHEMICAL DEVICE FOR THE TREATMENT OF A LIQUID, IN PARTICULAR FOR WATER SOFTENING, AND RELATED METHOD |
US9493368B2 (en) * | 2012-05-03 | 2016-11-15 | Tangent Company Llc | Hardness reduction apparatus and method |
US9340436B2 (en) | 2013-04-16 | 2016-05-17 | Palo Alto Research Center Incorporated | Sea water desalination system |
US11465921B2 (en) * | 2015-04-03 | 2022-10-11 | Koninklijke Philips N.V. | Electrosorption purification system with battery driven regeneration |
WO2017152064A1 (en) | 2016-03-03 | 2017-09-08 | Ceramatec, Inc. | Intercalation membrane |
US11834354B2 (en) | 2018-10-22 | 2023-12-05 | Robert Bosch Gmbh | Anion insertion electrode materials for desalination water cleaning device |
US11597661B2 (en) * | 2018-11-13 | 2023-03-07 | Robert Bosch Gmbh | Intercalation-based materials and processes for softening water |
-
2020
- 2020-08-12 DE DE102020210205.8A patent/DE102020210205A1/en active Pending
-
2021
- 2021-07-21 WO PCT/EP2021/070321 patent/WO2022033817A1/en unknown
- 2021-07-21 EP EP21755367.6A patent/EP4196446A1/en active Pending
- 2021-07-21 CN CN202180055827.0A patent/CN116113601A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022033817A1 (en) | 2022-02-17 |
DE102020210205A1 (en) | 2022-02-17 |
CN116113601A (en) | 2023-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2557981B1 (en) | Domestic appliance having a plasma generator and method for the operation thereof | |
DE102013224521B4 (en) | Water-conducting household appliance with a treatment of stored gray water | |
DE102012212638B4 (en) | Dishwasher and method for operating a dishwasher | |
DE60027954T2 (en) | Apparatus for reducing water hardness | |
WO2010115683A1 (en) | Water conducting household device having desalination device and related method | |
EP2761076B1 (en) | Process for softening laundry in a washing machine and washing machine apadted therefore | |
DE102007033493A1 (en) | Process for the treatment of laundry as well as suitable program-controlled washing machine | |
DE202012012491U1 (en) | Dishwasher for water treatment in a dishwasher | |
DE102008029908A1 (en) | Water-bearing household appliance i.e. dishwasher, operating method, involves providing water reservoir containing water that is used for different purposes, and introducing brine in reservoir for inhibition of germ and/or bacteria growth | |
EP2516716B1 (en) | Method for treating laundry | |
WO2022033817A1 (en) | Decalcifying water in a water-carrying domestic electrical appliance | |
WO2016146521A1 (en) | Method for determining a level of hygiene of a washing machine with an impedance sensor and washing machine suitable tehrefor | |
DE102016109965B4 (en) | Dishwasher and method for operating a dishwasher | |
DE102015223616B4 (en) | Household appliance with electrolytic biofilm control and method for its operation | |
WO2015078653A1 (en) | Water-conducting domestic appliance comprising a reservoir for storing greywater | |
EP2878726B1 (en) | Water-conducting domestic appliance comprising the treatment of stored grey water | |
DE102010054477A1 (en) | Apparatus and process for the treatment of water | |
BE1028887B1 (en) | Water-bearing electrical device and a method for operating a water-bearing electrical device | |
DE102019207554B4 (en) | Domestic dishwasher and method of operating a domestic dishwasher | |
EP4259872A1 (en) | Water-using electrical appliance and method for operating a water-using electrical appliance | |
DE102020126264A1 (en) | Automatic washing machine and method for operating a washing machine | |
EP2440105A1 (en) | Dishwasher having a water softening unit and corresponding maintenance method | |
DE2357746B2 (en) | METHOD OF CLEANING AN ELECTRICALLY DRIVEN HUMIDIFIER AND HUMIDIFIER THROUGHOUT THE SAME | |
DE102005025003B4 (en) | Method and device for humidifying air with water vapor | |
DE102013100626A1 (en) | Dishwasher for treatment of e.g. utensils, has ozone generator with exchange membrane positioned within recirculation path, and counter flow system for coupling recirculation system and generator for returning fluid flow through membrane |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: UNKNOWN |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE |
|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20230313 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
DAV | Request for validation of the european patent (deleted) | ||
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) |