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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines wasserführenden Reinigungsgerätes, ein Steuergerät zum Steuern eines wasserführenden Reinigungsgerätes und ein Reinigungsgerät.
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Gemäß
DE 19539760 kann eine Spülwassermenge in galvanischen Bädern über die Warenoberfläche und den galvanischen Strom berechnet werden.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines wasserführenden Reinigungsgerätes, ein verbessertes Steuergerät zum Steuern eines wasserführenden Reinigungsgerätes und ein verbessertes Reinigungsgerät zu schaffen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren, ein Steuergerät und ein Reinigungsgerät mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, dass die Steuerung eines Reinigungsgeräts durch Messen einer Verschleppung einer Reinigungsflotte während eines Reinigungsvorgangs verbessert werden kann. So kann der schöpfende Einfluss des Spülguts Eingang in eine dynamische Berechnung und Steuerung eines Spülverfahrens finden. Dadurch kann beispielsweise eine Endkonzentration eines Reinigungsmittels in der Reinigungsflotte im letzten Spülgang garantiert und dokumentiert werden. Der Benutzer kann somit, insbesondere bei Verwendung eines speziellen Reinigungsmittels, von einem zusätzlichen Prozessvorteil profitieren.
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Es wird ein Verfahren zum Steuern eines wasserführenden Reinigungsgerätes vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
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Bestimmen eines Verschleppungsfaktors, der eine Verschleppung einer Reinigungsflotte während eines Reinigungsvorgangs repräsentiert, unter Verwendung eines ersten Konzentrationswertes, der eine bei einem Waschgang gemessene Konzentration eines Reinigungsmittels in der Reinigungsflotte repräsentiert, eines zweiten Konzentrationswertes, der eine bei einem dem Waschgang folgenden ersten Spülgang gemessene Konzentration des Reinigungsmittels in der Reinigungsflotte repräsentiert, und eines dritten Konzentrationswertes, der eine bei einem dem ersten Spülgang folgenden zweiten Spülgang gemessene Konzentration des Reinigungsmittels in der Reinigungsflotte repräsentiert; und
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Ermitteln zumindest eines Steuerparameters zum Steuern des Reinigungsgerätes unter Verwendung des Verschleppungsfaktors.
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Unter einem Reinigungsgerät kann beispielsweise eine Spülmaschine oder Waschmaschine verstanden werden. Bei dem Reinigungsgerät kann es sich sowohl um ein professionelles Gerät als auch um ein Haushaltgerät handeln. Unter Verschleppung kann ein Übertreten einer beispielsweise in einem Pumpensumpf verbleibenden Restwassermenge in einen Folgespülgang verstanden werden, was auch als Carry-over-Effekt bezeichnet wird. Durch die Verschleppung der Reinigungsflotte kann beispielsweise erreicht werden, dass ein in der Reinigungsflotte gelöstes Reinigungsmittel in einer für den Folgespülgang geeigneten Menge und Konzentration vorliegt. Unter einer Reinigungsflotte kann eine Reinigungslösung verstanden werden. Unter einem Reinigungsmittel kann eine Prozesschemikalie zur Reinigung von Spülgut oder zur Wasserenthärtung verstanden werden. Der Reinigungsvorgang kann zumindest einen Waschgang und mehrere dem Waschgang folgende Spülgänge umfassen. Bei dem Waschgang kann es sich etwa um einen Hauptwaschgang handeln.
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Vorteilhafterweise kann die Überwachung der Reinigerkonzentration anhand eines Reinigungsmittels erfolgen, dass mittels Tracer speziell auf die Verfahrenstechnik des Reinigungsgerätes angepasst wurde.
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Der hier vorgestellte Ansatz ermöglicht neben der Messung des Verschleppungsverhaltens des Spülguts beispielsweise auch eine durchgehend realisierte Füllstandserkennung von Reinigergebinden sowie eine direkte Erfassung der Reinigerkonzentration in Form einer Online-Messung in der Reinigungsflotte.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens aus dem ersten Konzentrationswert und dem zweiten Konzentrationswert ein erster Quotient gebildet werden und aus dem zweiten Konzentrationswert und dem dritten Konzentrationswert ein zweiter Quotient gebildet werden. Dabei kann der Verschleppungsfaktor durch Verknüpfen des ersten Quotienten mit dem zweiten Quotienten bestimmt werden. Durch diese Ausführungsform kann der Verschleppungsfaktor mit geringem Rechenaufwand bestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Ermittelns eine Anzahl durchzuführender Spülgänge als der Steuerparameter ermittelt werden. Dadurch kann die Anzahl der durchzuführenden Spülgänge möglichst genau ermittelt werden. Somit kann das Reinigungsgerät besonders umweltschonend betrieben werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn im Schritt des Ermittelns die Anzahl durchzuführender Spülgänge gemäß folgender Gleichung ermittelt wird:
wobei c
end für eine vorgegebene Endkonzentration des Reinigungsmittels in der Reinigungsflotte, c1 für den ersten Konzentrationswert, F für den Verschleppungsfaktor und n für die Anzahl durchzuführender Spülgänge steht. Die Konzentration kann beispielsweise von einem Benutzer des Reinigungsgerätes vorgegeben sein oder automatisch vom Reinigungsgerät ermittelt worden sein. Durch diese Ausführungsform wird eine besonders effiziente Steuerung des Reinigungsgerätes ermöglicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens zumindest eines der drei Konzentrationswerte durch Messen einer optischen Absorption und/oder Fluoreszenz, einer lonenkonzentration, eines Redoxpotentials oder einer elektrischen Leitfähigkeit anhand des Reinigungsmittels und/oder der Reinigungsflotte oder durch Messen einer Kombination aus zumindest zwei der genannten Messgrößen anhand des Reinigungsmittels und/oder der Reinigungsflotte umfassen. Dadurch können die Konzentrationswerte sehr genau gemessen werden.
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Um die Konzentrationswerte besonders genau messen zu können, kann dem Reinigungsmittel insbesondere ein geeigneter Zusatzstoff, welcher auch als Tracer bezeichnet werden kann, beigemischt sein. Das heißt, das Reinigungsmittel weist neben dem der eigentlichen reinigungsaktiven Substanz einen Zusatzstoff, den Tracer auf. Der Tracer ist dabei so ausgebildet und stellt insbesondere einen so geringen Anteil am Reinigungsmittel dar, dass er den Reinigungsprozess nicht oder zumindest nicht negativ beeinflusst. Die Bestimmung des Konzentrationswertes des Reinigungsmittels in der Reinigungsflotte erfolgt dann über die Messung des Konzentrationswertes des Tracers in der Reinigungsflotte.
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Von Vorteil ist auch, wenn im Schritt des Bestimmens der Verschleppungsfaktor unter Verwendung zumindest eines weiteren Konzentrationswertes, der eine bei einem dem zweiten Spülgang folgenden weiteren Spülgang gemessene Konzentration des Reinigungsmittels in der Reinigungsflotte repräsentiert, bestimmt wird. Dadurch kann die Genauigkeit bei der Bestimmung des Verschleppungsfaktors erhöht werden.
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Des Weiteren kann das Verfahren einen Schritt des Messens eines Füllstands des Reinigungsmittels in einem Vorlagebehälter des Reinigungsgerätes umfassen. Dabei kann in einem Schritt des Ausgebens eine den gemessenen Füllstand repräsentierende Füllstandsinformation zur Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung des Reinigungsgerätes ausgegeben werden. Unter einem Vorlagebehälter kann ein Vorratsbehälter zum Vorhalten des Reinigungsmittels verstanden werden. Dadurch wird eine Füllstandsanzeige für Reinigungsmittel wie Säuren, Laugen oder tensidische Reiniger in Vorratsbehältern möglich.
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Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Unter einem Steuergerät kann ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Gegenstand des hier vorgestellten Ansatzes ist ferner ein wasserführendes Reinigungsgerät mit folgenden Merkmalen:
- einer Messeinrichtung zum Messen einer Konzentration eines Reinigungsmittels in einer Reinigungsflotte und/oder eines Füllstands eines Reinigungsmittels in einem Vorlagebehälter des Reinigungsgerätes; und
- einem Steuergerät gemäß einer vorstehenden Ausführungsform.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
- 1 eine schematische Darstellung eines Reinigungsgerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Reinigungsgerätes 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das wasserführende Reinigungsgerät 100, etwa eine Wasch- oder Spülmaschine, umfasst gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Messeinrichtung aus einer ersten Messeinheit 104 und einer zweiten Messeinheit 106. Die erste Messeinheit 104 ist ausgebildet, um eine Konzentration eines Reinigungsmittels 107 in einer Reinigungsflotte 108 zu messen und entsprechende Messwerte an ein Steuergerät 110 des Reinigungsgerätes 100 zu übermitteln. Beispielhaft ist die erste Messeinheit 104 ausgebildet, um die Konzentration des Reinigungsmittels 107 in einem Pumpensumpf des Reinigungsgerätes 100 zu messen. Die Messung der Konzentration des Reinigungsmittels 107 erfolgt zusätzlich oder alternativ an anderen Stellen eines Flüssigkeitskreislaufes des Reinigungsgerätes 100. Dabei übermittelt die erste Messeinheit 104 einen ersten Konzentrationswert c1, der eine bei einem Waschgang gemessene Konzentration des Reinigungsmittels 107 in der Reinigungsflotte 108 repräsentiert, einen zweiten Konzentrationswert c2, der eine bei einem dem Waschgang folgenden ersten Spülgang gemessene Konzentration des Reinigungsmittels 107 in der Reinigungsflotte 108 repräsentiert, und einen dritten Konzentrationswert, der eine bei einem dem ersten Spülgang folgenden zweiten Spülgang gemessene Konzentration des Reinigungsmittels 107 in der Reinigungsflotte 108 repräsentiert, an das Steuergerät 110. Das Steuergerät 110 ist ausgebildet, um durch eine geeignete Verknüpfung der drei Konzentrationswerte c1, c2, c3 zunächst einen Verschleppungsfaktor F zu bestimmen, der eine Verschleppung der Reinigungsflotte 108 während des Reinigungsvorgangs repräsentiert. Anhand des Verschleppungsfaktors F ermittelt das Steuergerät 110 zumindest einen Steuerparameter zum Steuern des Reinigungsvorgangs, beispielsweise eine Anzahl n an durchzuführenden Spülgängen. Insbesondere erfolgt die Bestimmung des Steuerparameters hierbei unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Endkonzentration cend des Reinigungsmittels 107, die das Reinigungsmittel 107 im letzten Spülgang vor Beendigung des Reinigungsvorgangs aufweisen sollte.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ermittelt das Steuergerät 110 den Verschleppungsfaktor F durch Bilden eines ersten Quotienten c2/c1 und eines zweiten Quotienten c3/c2. Aus den beiden Quotienten errechnet das Steuergerät 108 dann den Verschleppungsfaktor F.
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Die zweite Messeinheit 106 ist ausgebildet, um einen Füllstand des Reinigungsmittels 107 in einem Vorlagebehälter 114 des Reinigungsgerätes 100 zu messen und einen entsprechenden Füllstandswert 116 an das Steuergerät 110 zu übertragen. Bei dem Füllstandswert 116 handelt es sich insbesondere um eine Ja/Nein-Information. Das Steuergerät 110 verwendet den Füllstandswert 116, um eine Füllstandsinformation 118 zur Anzeige auf einer Anzeigeeinrichtung des Reinigungsgerätes 100 auszugeben.
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Je nach Ausführungsbeispiel erfasst die Messeinrichtung die Konzentration des Reinigungsmittels 107 oder den Füllstand des Reinigungsmittels 107 durch Erfassen einer optischen Absorption, einer lonenkonzentration, eines Redoxpotentials, einer elektrischen Leitfähigkeit oder einer Kombination aus zumindest zwei der genannten Messgrößen.
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Der Vorlagebehälter 114 kann auch außerhalb des Reinigungsgerätes 100 angeordnet sein.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel startet der Reinigungsvorgang mit einem Hauptwaschgang. Dabei wird das Reinigungsmittel 107 mit der Konzentration c1 dosiert. Es folgt eine festgelegte Anzahl an Spülgängen. Bei jedem Spülgang erfolgt unvermeidlich eine Verschleppung der Reinigungsflotte 108 aus einem vorhergehenden Spülgang. Die Verschleppung hängt von einer Menge und einer schöpfenden Wirkung des zu reinigenden Spülguts ab. Bei einer fixen Anzahl an Spülgängen wäre der Spülerfolg nur grob abschätzbar.
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Um die Anzahl der Spülgänge zu variieren und durch eine Messung zu steuern, wird dem Reinigungsmittel
107 beispielsweise ein chemischer Stoff in einer definierten Konzentration als Tracer zugesetzt. Im Vorlagebehälter
114 und im Reinigungsgerät
100 ist jeweils eine entsprechende Messeinheit angeordnet, die die Konzentration des Tracers ermittelt. Im Vorlagebehälter
114 wird die Messung beispielsweise als Ja/nein-Aussage interpretiert. Diese Aussage wird als Füllstandsaussage an ein Display kommuniziert. Im Reinigungsgerät
100 selbst, etwa im Pumpensumpf, erfolgt die gleiche Messung. Über eine interne Kalibrierkurve errechnet das Steuergerät
110 den Konzentrationswert
c1 des Reinigungsmittels
107 direkt in der freien Reinigungsflotte
108. Diese Messung wird im ersten und zweiten Spülgang wiederholt, um die zwei Konzentrationswerte
c2,
c3 zu erhalten. Aus den Quotienten c2/c1 und c3/c2 errechnet das Steuergerät
110 den Verschleppungsfaktor F, der von einer individuellen Beladung abhängt. Wenn vom Benutzer eine Endkonzentration c
end im letzten Spülgang gefordert wird, so errechnet das Steuergerät
110 die Anzahl der hierfür erforderlichen Spülgänge gemäß folgender Gleichung:
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Die Gleichung gilt für gleiche Flottenvolumina.
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Bei dem Tracer handelt es sich beispielsweise um einen chemischen Stoff, der im sichtbaren Spektrum eine Absorption zeigt, also farbig ist und mindestens ein Absorptionsmaximum aufweist. Alternativ handelt es sich um einen fluoreszierenden Stoff.
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Die Messeinrichtung ist beispielsweise als Lichtleiter mit fotometrischen Messeinheiten 104, 106 realisiert. Messgröße ist die Absorption bei einer oder mehreren Wellenlängen des Absorptionsmaximums oder der Absorptionsmaxima.
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Je nach Ausführungsbeispiel ist der Tracer folgendermaßen messbar:
- a) durch optische Absorption, auch Fluoreszenz, mittels einer 0,001- bis 0,1-prozentigen Lösung eines wasserlöslichen Stoffes wie Bromkresolpurpur oder eines fluoreszierenden Stoffes wie Fluorescein (Na);
- b) durch ionenselektive Messung, etwa eines pH-Werts;
- c) durch Messung eines Redoxpotentials;
- d) durch Messung einer elektrischen Leitfähigkeit, bei Säuren und Laugen auch direkt; bei tensidischen Reinigungsmitteln ist beispielsweise Glaubersalz (Natriumsulfat) in einer Konzentration von ca. 1 bis 10 g/l zugesetzt.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 200 kann beispielsweise unter Verwendung eines Reinigungsgerätes, wie es vorangehend anhand von 1 beschrieben ist, ausgeführt werden. Dabei wird in einem ersten Schritt 210 unter Verwendung des ersten Konzentrationswertes c1, des zweiten Konzentrationswertes c2 und des dritten Konzentrationswertes c3 der Verschleppungsfaktor F bestimmt. In einem zweiten Schritt 220 wird unter Verwendung des Verschleppungsfaktors F zumindest ein Steuerparameter zum Steuern des Reinigungsgerätes ermittelt, etwa die Anzahl n der durchzuführenden Spülgänge.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19539760 [0002]
- WO 2007048739 A1 [0003]
- DE 102010025118 A1 [0004]
