DD214691A1 - METHOD FOR CONTROLLING THE SPILL PROCESS IN HOUSEHOLD WASHING MACHINES - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zur Steuerung des Spuelprozesses in Haushaltwaschmaschinen ist in prozessgesteuerten Waschmaschinen einsetzbar, in denen eine die Spuelwasserkonzentration, worunter die Restwaschmittel- und Schmutzkonzentration in der Spuelflotte verstanden werden soll, ermittelnde Messeinrichtung vorhanden ist. Das Verfahren ermoeglicht, aus Messungen der Waschflottenkonzentration am Ende des Waschprozesses und der Spuelwasserkonzentration waehrend der ersten beiden Spuelgaenge auf den weiteren Spuelprozess zu extrapolieren,so dass die Anzahl und Laenge der Spuelgaenge bei guenstigen Spuelwassermassen vorausbestimmt werden kann. Dazu wird am Ende des Waschprozesses und waehrend des ersten oder der beiden ersten Spuelgaenge die Spuelflottenkonzentration gemessen. Unter der Annahme, dass die Abnahme der Spuelwasserkonzentration von Spuelgang zu Spuelgang wesentlich durch den Quotienten aus der in der Waesche gebundenen Wassermasse und der Spuelwassermasse einer Spuelflotte bestimmt wird, kann die Anzahl der Spuelgaenge mit den entsprechenden guenstigen Fuellstaenden festgelegt werden. Durch das Verfahren werden Wasser, Elektroenergie und Zeit eingespart.The method for controlling the Spuelprozesses in household washing machines can be used in process-controlled washing machines, in which a Spülwasserkonzentration, by which the residual detergent and dirt concentration in the Flülflotte to be understood, determining measuring device is available. The method makes it possible to extrapolate from measurements of the wash liquor concentration at the end of the washing process and the Spülwasserkonzentration during the first two Spuelgaenge on the further Spuelprozess so that the number and length of the Spuelgaenge can be predetermined at low rinse water masses. For this purpose, at the end of the washing process and during the first or the first two Spuelgaenge the Spülflottenkonzentration is measured. Assuming that the decrease of the rinsing water concentration from rinse to rinse is essentially determined by the quotient of the water mass bound in the laundry and the rinse water mass of a rinse liquor, the number of rinse cycles can be determined with the corresponding low fill levels. The process saves water, electricity and time.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Steuerung des Spülprozesses in HaushaltwaschmaschinenMethod for controlling the rinsing process in household washing machines

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung des Spülprozesses in einer prozeßgesteuerten Haushaltwaschmaschine, welche insbesondere Mikroprozessoren und eine Meßeinrichtung zur Bestimmung der Spülwasserqualität verwendet. Dabei soll unter Spülwasserqualität die Restwaschmittel- und Schoiutzkonzentration verstanden und im weiteren soll diese als Spülflottenkonzentration bezeichnet werden, welche im Verlaufe des Spülprozesses der Konzentration des Leitungswassers angenähert werden soll.The invention relates to a method for controlling the rinsing process in a process-controlled domestic washing machine, which in particular uses microprocessors and a measuring device for determining the rinsing water quality. It should be understood by Spülwasserqualität the residual detergent and Schoiutzkonzentration and further this should be referred to as Spülflottenkonzentration, which should be approximated in the course of the flushing process, the concentration of tap water.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

In der Offenlegungsschrift DE OS 2920 492 wird sehr allgemein vorgeschlagen, durch Messung der Qualität der ersten Spülflotte den weiteren Ablauf des Spülprozesses festzulegen. Nachteilig bei dem vorgeschlagenen Verfahren ist, daß hierfür weitere unabhängige Informationen wie beispielsweise Wäschemasse und Saugfähigkeit der Wäsche notwendig sind. In der Offenlegungsschrift DE OS 2917 859 wird dargelegt, daß insbesondere durch Leitwertmessungen die Beendigung von Wasch- und Spülgängen bestimmbar ist und die Begrenzung der Spülgänge durch eine Vergleichsmessung der Leitwerte des Frischwassers und der Wasch-In the published patent application DE OS 2920 492 it is very generally proposed to determine the further course of the rinsing process by measuring the quality of the first rinsing liquor. A disadvantage of the proposed method is that this additional independent information such as laundry and absorbency of the laundry are necessary. In the published patent application DE OS 2917 859 it is stated that the completion of washing and rinsing cycles can be determined in particular by conductance measurements and the limitation of the rinses by a comparative measurement of the conductances of the fresh water and the washing

flüssigkeit bestimmt wird. Dabei wird davon ausgegangen, daß eine Schalthandlung im Steuerteil der Waschmaschine dann ausgelöst wird, wenn ein bestimmter Schwellwert der Leitfähigkeit unterschritten wird, der durch die Differenz zwischen der Leitfähigkeit der Spülflotte und der des Frischwassers charakterisiert wird. Danach wird der Spülvorgang vollständig abgebrochen. Die Nachteile dieser Art von Verfahren werden in der Auslegeschrift DE AS 2950 929 dargelegt. Im allgemeinen wird die Leitfähigkeit im abfließenden Spülwasser gemessen. Dabei kann es vorkommen, daß zeitweise auch Spülwasser mit im Vergleich zur Spülflotte hohen Reinheitsgrades vorbeifließt und die Meßeinrichtung dadurch vorzeitig anspricht. Ferner ist eine Meßwertverfälschung durch gegebenenfalls eingebrachte Nachbehandlungsmittel möglich, die in der Regel dem letzten Spülwasser zugesetzt werden, was zur Verlängerung des Spülprogramms und zum Ausspulen des Nachbehandlungsmittels führt. Um diese Nachteile zu beseitigen, wird in der Auslegeschrift DE AS 2950 929 vorgeschlagen, die Meßeinrichtung nur für einen begrenzten Zeitabschnitt am Ende eines jeden Spülganges, der durch Bewegung der Trommel und anschließendes Abpumpen gekennzeichnet ist, wirksam zu schalten. Bei Erreichen eines Grenzwertes der zulässigen Spülwässerverschmutzung wird dann die Programmsteuereinrichtung zum Oberfahren bis zum Abpumpen vor dem letzten Spülgang veranlaßt. Als besonderer Vorteil des Verfahrens wird vermerkt, daß die Messung der Spülflottenverschmutzung bei stark ungleichförmiger Bewegung stattfindet und damit die Wahrscheinlichkeit des vorzeitigen Ansprechens der Meßeinrichtung gering ist. Zur Sicherung gegen diese geringe Wahrscheinlichkeit wird zusätzlich ein letzter Spülgang vorgesehen .liquid is determined. It is assumed that a switching action in the control section of the washing machine is triggered when a certain threshold value of the conductivity is exceeded, which is characterized by the difference between the conductivity of the rinsing water and that of the fresh water. Thereafter, the rinsing process is completely stopped. The disadvantages of this type of method are set out in the patent application DE AS 2950 929. In general, the conductivity is measured in the effluent rinse water. It may happen that at times also rinsing water flows past with a high degree of purity compared to the wash liquor and the measuring device thereby responds prematurely. Furthermore, it is possible to distort the measured value by means of optionally introduced aftertreatment agents, which as a rule are added to the last rinse water, which leads to an extension of the rinsing program and to the unwinding of the aftertreatment agent. In order to eliminate these drawbacks, it is proposed in patent application DE AS 2950 929 that the measuring device be effective only for a limited period of time at the end of each wash cycle, which is characterized by movement of the drum and subsequent pumping. Upon reaching a limit value of the permissible Spülwassersverschmutzung then the program control device is caused to the upper drive until draining before the last rinse cycle. A particular advantage of the method is noted that the measurement of Spülflottenverschmutzung takes place in a highly non-uniform movement and thus the probability of premature response of the measuring device is low. To protect against this low probability, a final rinse is additionally provided.

Die Nachteile dieses Verfahrens sind offensichtlich. Einmal muß zur Sicherheit außerhalb des prozeßgesteuerten Programmablaufs ein zusätzlicher letzter Spülgang ablaufen, der in günstigen Fällen einzusparen ist« Somit fällt ein unnötiger Verbrauch an Wasser und Elektroenergie an. Der Vergleich mitThe disadvantages of this method are obvious. Once, for safety outside of the process-controlled program sequence, an additional last rinse cycle must take place, which is to save in favorable cases. «Thus falls to an unnecessary consumption of water and electricity. The comparison with

dem Frischwasser setzt die Vorgabe eines Schwellwertes voraus, was hohe Anforderungen an Genauigkeit und Konstanz der Meßeinrichtung erfordert, weil es darauf ankommt, einen fest vorgegebenen Abstand zwischen Qualität der Spülflotte zur Qualität des Frischwassers einzuhalten. Die Grundeigenschaften des Frischwassers hängen aber sehr empfindlich von den zur Charakterisierung benutzten physikalischen oder physikalisch-chemischen Größen ab« So ist die elektrische Leitfähigkeit entsprechend der unterschiedlichen Härte des- Wassers auch örtlich und zeitlich entsprechend unterschiedlich. Optische Trübungen, hervorgerufen durch Schwebeteilchen, können aber innerhalb des Waschgerätes örtlich und zeitlich unterschiedliche Werte annehmen.the fresh water presupposes the specification of a threshold value, which requires high demands on accuracy and consistency of the measuring device, because it is important to adhere to a fixed predetermined distance between the quality of the wash liquor to the quality of the fresh water. However, the basic properties of the fresh water are very sensitive to the physical or physico-chemical parameters used for the characterization. "Thus, the electrical conductivity differs according to the different hardness of the water, both locally and in terms of time. However, optical turbidity, caused by suspended particles, can assume different values locally and temporally within the washing device.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist eine optimale Steuerung des Spülprozesses in Haushaltwaschmaschinen im Hinblick auf die Einsparung von Wasser und Elektroenergie.The aim of the invention is an optimal control of the flushing process in household washing machines with regard to the saving of water and electrical energy.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Steuerung des Spülprozesses in Haushaltwaschmaschinen, das die Nachteile der Festlegung eines Schwellwertes umgeht. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit Hilfe eines Meßfühlers und eines Mikroprozessors auf der Grundlage folgender Überlegungen realisiert:The object of the invention is the development of a method for controlling the rinsing process in household washing machines, which avoids the disadvantages of establishing a threshold value. According to the invention, the object is realized with the aid of a measuring sensor and a microprocessor on the basis of the following considerations:

Zu Beginn eines Spülganges sei in der Wäsche die Wassermasse m. mit einer Konzentration c^ gebunden. Dazu wird Spülwasser der Masse m_ und der Konzentration c_, die der Konzentration des Leitungswassers entspricht, gegeben. Nach vollständiger Durchmischung ergibt sich die durchschnittliche Konzentration zuAt the beginning of a rinse in the laundry, the body of water m. bound with a concentration c ^. For this purpose, rinse water of mass m_ and the concentration c_, which corresponds to the concentration of tap water given. After thorough mixing, the average concentration increases

c = -LJtc = -LJt

^ml ^{+ m m} l ^{+ m}

C-C- Hl₁ CC-Hl ₁

oder — = = q (la)or - = = q (la)

C₁- C₂ In₁ ♦ m₂ C ₁ - C ₂ In ₁ ♦ m ₂

Die relative Konzentrationsänderung während des Spülganges wird durch die Größe q, die als Verdünnungsfaktor bezeichnet werden soll, bestimmt. Entsprechend diesem Modell ist der Verdünnungsfaktor für alle Spülgänge nur von den Wassermassen abhängig, so daß es möglich ist, diesen aus den ersten Spülgängen zu berechnen und auf die weiteren Spülgänge zu extrapolieren·The relative change in concentration during the rinse cycle is determined by the quantity q, which is to be referred to as the dilution factor. According to this model, the dilution factor for all rinses depends only on the water masses, so that it is possible to calculate this from the first rinses and extrapolate to the other rinses ·

Neben der Variante, aus der Konzentration der Waschflotte am Ende des Waschprozesses und der Konzentrationen am Ende der ersten beiden Spülgänge,auf das Ende des Spülprozesses zu extrapolieren, ist es auch möglich, alternativ oder parallel dazu den Verdünnungsquotienten durch Messung des zeitlichen Konzentrationsverlaufes während eines Spülganges zu bestimmen, Während eines Spülganges nimmt die Verschmutzung des Spülwassers zeitlich zu, wobei die Zunahme von der Masse des in der VVäsche gebundenen Wassers abhängt. Der Vorteil dieser Variante besteht darin, daß bei Leitfähigkeitsmessungen keine Vergleichsmessung mit dem Leitungswasser notwendig ist, wie sie bei anderen Verfahren, die den Endwert zur Signalgebung verwenden, unumgänglich sind. Weiterhin kann die Messung des zeitlichen Konzentrationsverlaufes der Verschmutzung während eines Spülganges auch zur Optimierung der Länge jedes einzelnen Spülganges ausgenutzt werden.In addition to the option to extrapolate from the concentration of the wash liquor at the end of the washing process and the concentrations at the end of the first two rinses on the end of the rinsing process, it is also possible, alternatively or in parallel to the dilution quotient by measuring the temporal concentration course during a rinse cycle During a rinse cycle, the pollution of the rinse water increases in time, the increase depending on the mass of water bound in the V-wash. The advantage of this variant is that in conductivity measurements no comparison measurement with the tap water is necessary, as they are in other methods that use the final value for signaling, unavoidable. Furthermore, the measurement of the temporal concentration profile of the contamination during a rinse cycle can also be utilized to optimize the length of each individual rinse cycle.

Ausführungsbeispielembodiment

Das Verfahren soll an folgenden Beispielen erläutert werden :The method will be explained by the following examples:

Beispiel 1:Example 1:

Als Maß für die Verunreinigung des Spülwassers diene die elektrische Leitfähigkeit, wobei für das Leitungswasser eine Leitfähigkeit von 0,60 mS«cm~ angenommen wird. Der Spülprozeß soll abgebrochen werden, wenn die Leitfähigkeit des Spülwassers den Wert von 0,65 mS»cm unterschreitet. Die Waschmaschine sei in der Lage, die Füllstände von 22 und 28 1 zu realisieren. Durch eine Meßeinrichtung werden folgende, für etwa 4 kg Baumwollwäsche typische Meßwerte ermittelt:As a measure of the contamination of the rinse water serve the electrical conductivity, wherein for the tap water, a conductivity of 0.60 mS "cm ~ is assumed. The flushing process should be stopped if the conductivity of the flushing water falls below the value of 0.65 mS »cm. The washing machine is able to realize the levels of 22 and 28 1. By means of a measuring device, the following measured values, typical for about 4 kg of cotton laundry, are determined:

Ende des Waschganges ο .» 2,95 mS»cm~*End of the wash cycle ο . »2.95 mS» cm ~ *

Ende des 1. Spülganges S^ = 1,85 mS*cm (Füllstand 22 1) Ende des 2. Spülganges o₂ = 1,20 mS»cra (Füllstand 22 1)End of the first rinse S ^ = 1.85 mS * cm (fill level 22 1) End of the second rinse o ₂ = 1.20 mS »cra (fill level 22 1)

Damit läßt sich ein mittlerer Verdünnungsfaktor q errechnen:This can be used to calculate a mean dilution factor q:

1 /1,85 - 0,60 1,20 - 0,60\ ^q ~ 2 V2,95 - 0,60 1,85 - 0,60/ ^ü' 1 / 1,85 - 0,60 1,20 - 0,60 \ ^q ~ 2 V2,95 - 0,60 1,85 - 0,60 / ^ü '

Mit demselben Füllstand von 22 1 erhält man dann durch Extrapolation die folgenden Werte:With the same level of 22 1, the following values are obtained by extrapolation:

— 1 -1- 1 -1

b₃ = (1*20 - 0,60) · 0,5 mS»cm « 0,90 mS«cmb ₃ = (1 * 20 - 0,60) · 0,5 mS »cm« 0,90 mS «cm

O₄ = (0,90 - 0,60) · 0,5 mS'cm"¹ = 0,75 mS'cm"¹ O ₄ = (0.90-0.60) × 0.5 mS'cm " ¹ = 0.75 mS'cm" ¹

-1 -1-1 -1

Og = (0,75 - 0,60) · 0,5 mS»cm = 0,675 mS«cmOg = (0.75 - 0.60) · 0.5 mS »cm = 0.675 mS« cm

Das bedeutet die Notwendigkeit der Verwendung des höheren Füllstandes von 28 1, um mit 5 Spülgängen auszukommen« Dann ergibt sich bei gleicher Rechnung der Verdünnungsquotient zu q = 0,39, der wesentlich durch den Quotienten des in der Wäsche gebundenen Wassers zur Gesamtspülwassermasse bestimmt wird. Mit einem Füllstand von 28 1 erhält man durch Extrapolation die folgenden Werte:This means the necessity of using the higher level of 28 1 to get by with 5 rinses. "Then, with the same calculation, the dilution quotient results to q = 0.39, which is essentially determined by the quotient of the water bound in the wash to the total rinse water mass. With a level of 28 1, the following values are obtained by extrapolation:

-1 ¹O -z = 0,84 mS*cm-1 ¹ O -z = 0.84 mS * cm

-1-1

0₄ =0,69 mS'Cm0 ₄ = 0.69 mS'Cm

0₅ = 0,64 mS'cm""¹ 0 ₅ = 0.64 mS'cm "" ¹

Das bedeutet, daß fünf Spülgänge notwendig und ausreichend sind .This means that five rinses are necessary and sufficient.

Beispiel 2:Example 2:

In einem weiteren Beispiel seien folgende Werte gemessen worden :In another example, the following values were measured:

£,„ β 3,00 mS»cm~ ^₁ = 1,40 mS»cm£, "β 3.00 mS» cm ~ ^ ₁ = 1.40 mS »cm

~ -1~ -1

O₂ a 0,90 mS »cmO ₂ a 0.90 m »cm

Für den Füllstand von 22 1 berechnet man hieraus einen Verdünnungsquotienten von q = 0,33. Extrapolation liefert die folgenden Werte jFor the level of 22 1, this results in a dilution quotient of q = 0.33. Extrapolation returns the following values j

.g_vs 0,90 mS«cm".g _v s 0.90 mS «cm"

ι ^₄ = 0,64 mS«cmι ^ ₄ = 0.64 mS «cm

In diesem Beispiel erweisen sich vier Spülgänge bei einem Füllstand von je 22 1 als ausreichend.In this example, four rinses prove to be sufficient at a level of 22 1 each.

Claims (3)

~ T ~ T Erfindungsanspruchinvention claim 1. Verfahren zur Steuerung des Spülprozesses in Haushaltwaschmaschinen gekennzeichnet dadurch, daß eine geeignete physikalische Größe zur Bewertung der Qualität der Spülflotte innerhalb eines Spülganges oder am Ende des Waschganges und des ersten oder der ersten beiden Spülgänge erfaßt und mit Hilfe eines mathematischen Modells für den Verdünnungsprozeß derart ausgenutzt wird, daß der Verdünnungsquotient q berechnet wird, mittels dessen im zweiten beziehungsweise dritten bis letzten Spülgang die Prozeßparameter Spülgahgzahl und/oder Spülflottenmasse optimiert werden.1. A method for controlling the rinsing process in household washing machines, characterized in that a suitable physical quantity for assessing the quality of the rinsing liquor detected within a rinse cycle or at the end of the wash cycle and the first or the first two rinses and using a mathematical model for the dilution process such is exploited that the dilution quotient q is calculated by means of which the process parameters Spülgahgzahl and / or Spülflottenmasse be optimized in the second or third to last rinse. 2. Verfahren nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die zur Optimierung des Spülprozesses notwendige Information insbesondere aus der Zeitabhängigkeit der Spülflottenqualität innerhalb eines Spülganges gewonnen wird.2. Method according to item 1, characterized in that the information necessary for optimizing the rinsing process is obtained in particular from the time dependence of the rinsing liquor quality within a rinse cycle. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß als geeignete physikalische Grö&e beispielsweise die elektrische Leitfähigkeit, die Oberflächenspannung oder die optische Transmission genutzt werden kann»3. The method according to item 1 and 2, characterized in that as a suitable physical size, for example, the electrical conductivity, the surface tension or the optical transmission can be used »