EP0517205A1 - Verfahren zur Wasserenthärtung und Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Wasserenthärtung und Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, zur Durchführung dieses Verfahrens Download PDF

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EP0517205A1
EP0517205A1 EP92109440A EP92109440A EP0517205A1 EP 0517205 A1 EP0517205 A1 EP 0517205A1 EP 92109440 A EP92109440 A EP 92109440A EP 92109440 A EP92109440 A EP 92109440A EP 0517205 A1 EP0517205 A1 EP 0517205A1
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regeneration
hardness
tank
brine
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Harald Schrott
Michael Wisskirchen
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Aweco Kunststofftechnik Geratebau & Co KG GmbH
AWECO Kunststofftechnik Geraetebau GmbH and Co KG
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    • A47L15/4229—Water softening arrangements
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    • A47L2401/02—Consumable products information, e.g. information on detergent, rinsing aid or salt; Dispensing device information, e.g. information on the type, e.g. detachable, or status of the device
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    • A47L2501/34—Change machine operation from normal operational mode into special mode, e.g. service mode, resin regeneration mode, sterilizing mode, steam mode, odour eliminating mode or special cleaning mode to clean the hydraulic circuit

Definitions

  • the invention relates to a method for water softening in a household machine, in particular a dishwasher, according to the preamble of claim 1.
  • the water softeners currently used in dishwashers include a exchanger tank filled with ion exchange mass, a brine tank, a regeneration tank constantly filled with water through suitable refilling measures, and a regeneration valve through which the content of the regeneration tank can be emptied as a result of a gradient into the brine tank, whereby brine flows into the exchanger tank and is rinsed out with a fresh washer after a certain time.
  • Typical of the working process for such a softener is, on the one hand, the way in which the regeneration water is measured and introduced, and, on the other hand, the fact that the Regeneration process is carried out after each program run, regardless of whether more or less soft water was consumed in the program run concerned. With a lower consumption, as is currently sought in so-called water-saving programs, the capacity of the ion exchange mass is not fully utilized, so more salt is used in the next regeneration process than would be necessary.
  • each regeneration cycle comprises a final rinsing process, in which the brine in the exchanger tank is rinsed into the tub with, for example, 2 or 3 l of water and pumped out.
  • the brine in the exchanger tank is rinsed into the tub with, for example, 2 or 3 l of water and pumped out. The more often one regenerates, the greater the rinse water consumption.
  • the invention is based on the object of proposing a method which allows the salt consumption and the water consumption for regeneration to be reduced sustainably with a relatively simple softening device.
  • the device is considerably simplified in comparison to conventional household machines in that the regeneration volume is unchangeable, that is to say the container has only one always filled chamber and the known changeover valve is omitted.
  • the detection of the water consumption quantities can be done by adding electrical calculation quantities, which correspond to the water consumption quantities assigned to the individual programs, by multiplying them with the water hardness to be reduced and be compared with a predetermined capacity value, expressed by liter x ° dH, and that the regeneration is carried out after the end of the program or program section running when the tie has been reached. It is therefore also conceivable to define the desired loading state of the exchanger mass so precisely that regeneration takes place between two program sections during a washing program.
  • the above-mentioned arithmetic operations can be carried out electronically, which is particularly useful in modern machines with a high proportion of electronics because, with a structural simplification, more manufacturing costs can generally be saved than must be spent by the electronic effort.
  • the amount of water is traditionally determined by level switches, pressure sockets or the like.
  • a signal transmitter is proposed, on which the raw water hardness is set once, for example according to the information from the waterworks concerned, when the machine is installed.
  • the raw water hardness is set once, for example according to the information from the waterworks concerned, when the machine is installed.
  • Optimizing the water softener also includes a certain residual hardness that the soft water may still have. This fixed one Residual hardness value is subtracted from the signal generator or a subordinate computing device from the set or measured raw hardness value and the difference is used as a multiplier for the added amount of water.
  • This water softener comprises an exchanger tank 1 with a liter content and a brine tank 2 filled with saturated brine.
  • the arrangement is connected to a water supply network 3 and has a machine-own, magnetically controlled inlet valve 4 in the vicinity of the connection point and then an impeller counter 5 and one Free air gap 6.
  • a line 7 leads from the receiving nozzle of the free air gap to the exchanger tank 1.
  • Below the free air gap 6 there is a regeneration tank 9 which is filled with the peeling water of the free air gap 6. It contains about 0.5 l of water and has an overflow threshold 10. The overflow water also flows through a line 11 into the machine tub, not shown.
  • the regeneration tank 9 is connected to the brine tank 2 via an outlet line 12 which contains a magnetically controlled regeneration valve 13.
  • a brine line 14 leads into the exchanger tank 1 from its opposite side.
  • the amount of water measured by the impeller 5 and the raw water hardness set on an actuator 15 are supplied as electrical signals to an electronic computing unit 16.
  • the specified residual hardness is subtracted from the raw water hardness and the difference is multiplied by the amount of water.
  • the result is a value to be expressed in liters x ° dH, that with the container dimensions and the one used Ion exchange mass specified capacity value is compared.
  • a regeneration signal 17 is given which triggers a regeneration process after the relevant program section or program has run.
  • the regeneration process includes that the regeneration valve 13 is opened when the inlet valve 4 is closed.
  • the content of the regeneration tank 9 flows through the open valve into the brine tank 2 and pushes a corresponding amount of brine through the line 14, in which a check valve (not shown) is installed, into the exchanger tank 1.
  • the overflowing water from the exchanger tank flows through the line 8 in the vat.
  • the regeneration valve 13 is closed again.
  • the used brine is rinsed out of the exchanger tank 1 by opening the inlet valve 4. About 2 liters of fresh water are required for this.
  • the impeller counter also measures this and controls the closing time of the inlet valve 4.

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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Wasserenthärtung und eine zu dessen Durchführung geeignete Haushaltsmaschine bzw. deren Wasserenthärtungseinrichtung beschrieben. Um sowohl Wasser als auch Salz einzusparen, ist die Kapazität des Wasserenthärters bei geringer Rohwasserhärte für mehrere Programmfolgen ausgelegt. Die Anzahl der Programmfolgen bis zur Durchführung der nächsten Regenerierung wird in Abhängigkeit vom Produkt aus der verbrauchten Wassermenge und der abzubauenden Wasserhärte bestimmt. Die Wassermenge wird mittels eines Flügelradzählers (5) und die Wasserhärte an einem Einstellorgan (15) erfaßt. Das errechnete Regeneriersignal (17) löst den Vorgang aus. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserenthärtung bei einer Haushaltsmaschine, insbesondere einem Geschirrspüler, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Die Wasserenthärter heute gebräuchlicher Geschirrspüler umfassen einen mit Ionenaustauschermasse gefüllten Tauscherbehälter, einen Solebehälter, einen durch geeignete Nachfüllmaßnahmen ständig mit Wasser gefüllten Regenerierbehälter und ein Regenerierventil, durch welches der Inhalt des Regenerierbehälters infolge Gefälles in den Solebehälter entleert werden kann, wobei Sole in den Tauscherbehälter überströmt und aus diesem nach einer bestimmten Zeit mit Frischwascher ausgespült wird. Typisch für das Arbeitsverfahren bei einem solchen Enthärter ist zum einen die Art, das Regenerierwasser abzumessen und einzubringen, und zum anderen der Umstand, daß der Regeneriervorgang nach jedem Programmablauf durchgeführt wird, unabhängig davon, ob bei dem betreffenden Programmablauf mehr oder weniger Weichwasser verbraucht wurde. Bei einem geringeren Verbrauch, wie er heute bei sogenannten Wassersparprogrammen angestrebt wird, wird somit die Kapazität der Ionenaustauschermasse nicht voll ausgenutzt, beim nächsten Regeneriervorgang also mehr Salz verwendet, als notwendig wäre.
  • Es ist zwar bekannt, die Regenerierwassermenge der vorherrschenden Härte des Rohwassers in Stufen anzupassen und auf diese Weise je nach der gewählten Einstellung mehr oder weniger Sole in den Tauscherbehälter einzuleiten. Diese Aufteilung des Regenerierbehälters in verschieden große Kammern samt Umstellventil bedingt jedoch einen nicht unbeträchtlichen apparativen Aufwand und wird dem unterschiedlichen Wasserverbrauch bei verschiedenen Programmen nicht gerecht.
  • Wie erwähnt, umfaßt jeder Regenerierzyklus einen abschließenden Spülvorgang, bei dem die Sole im Tauscherbehälter mit beispielsweise 2 oder 3 l Wasser in den Bottich ausgespült und abgepumpt wird. Je häufiger regeneriert wird, desto größer ist auch der Spülwasserverbrauch.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, das es erlaubt, mit einer verhältnismäßig einfachen Enthärtervorrichtung den Salzverbrauch und den Wasserverbrauch zum Regenerieren nachhaltig zu senken.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Haushaltsmaschine der einleitend bezeichneten Art, insbesondere Geschirrspüler, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anzahl der Programmfolgen bis zur Durchführung der nächsten Regenerierung in Abhängigkeit vom Produkt aus der verbrauchten Wassermenge und der abzubauenden Wasserhärte bestimmt wird. Das bedeutet, daß im Gegensatz zu den bekannten programmgesteuerten Haushaltsmaschinen die feste Anbindung des Regeneriervorgangs an das einzelne Programm gelöst wird. Statt dessen findet die Regenerierung nur statt, wenn sie notwendig ist, weil die Tauschermasse ihren vollen Beladezustand erreicht hat. Wenn die Rohwasserhärte verhältnismäßig gering ist, können mehrere Programme ablaufen, bis regeneriert werden muß, so daß im Ergebnis weniger Regeneriervorgänge stattfinden und demzufolge weniger Spülwasser, weniger Regenerierwasser und weniger Salz verbraucht wird.
  • Neben diesem unmittelbar einleuchtenden Effekt wird aber noch mehr Salz gespart, denn infolge der groben Stufung der Regenerierwassermengen mußte zur Abdeckung der Einstelltoleranzen bisher immer mit einer gewissen Salzübermenge gefahren werden. Infolge genauerer Erfassung der Weichwassermenge und der Rohwasserhärte wird demgegenüber ein immer gleicher Beladungsgrad der Tauschermasse erreicht und das wiederum gibt die Möglichkeit, den Wasserenthärter hinsichtlich der Dichte und Menge der zu einer Regenerierung aufgewendeten Salzsole derart zu optimieren, daß insgesamt gesehen eine Salzersparnis von bis zu 50 % erreichbar erscheint.
  • Bei alledem ist zu berücksichtigen, daß die Vorrichtung im Vergleich zu den gängigen Haushaltsmaschinen dadurch wesentlich vereinfacht wird, daß das Regeneriervolumen unveränderlich ist, der Behälter also nur eine stets gefüllte Kammer hat und das bekannte Umstellventil entfällt.
  • Die Erfassung der Wasserverbrauchsmengen kann dadurch erfolgen, daß elektrische Rechengrößen, die den einzelnen Programmen zugeordneten Wasserverbrauchsmengen entsprechen, addiert, mit der abzubauenden Wasserhärte multipliziert und mit einem vorgegebenen Kapazitätswert, ausgedrückt durch Liter x ° dH, verglichen werden, und daß nach Beendigung des bei Erreichen des Gleichstandes laufenden Programms oder Programmabschnitts die Regenerierung durchgeführt wird. Es ist also auch denkbar, den anzustrebenden Beladungszustand der Tauschermasse so genau zu definieren, daß während eines Spülprogramms zwischen zwei Programmabschnitten regeneriert wird.
  • Die genannten Rechenvorgänge können elektronisch durchgeführt werden, was sich vor allem bei modernen Maschinen mit hohem Elektronikanteil anbietet, weil mit einer konstruktiven Vereinfachung in der Regel mehr an Fertigungskosten eingespart werden kann, als durch den elektronischen Aufwand ausgegeben werden muß. Die Wassermenge wird traditionell durch Niveauschalter, Druckdosen o. dgl. bestimmt. Demgegenüber ist es im Hinblick auf Programme mit unterschiedlichem Wasserbedarf zweckmäßiger, am Wassereinlaß einen Mengenzähler, insbesondere Flügelradzähler, anzuordnen. Dieser erlaubt es, unabhängig vom Wassernetzdruck die Wassermenge durch Öffnen und Schließen des Einlaßventils zu bestimmen. Wenn überdies das gesamte Wasser über den Tauscherbehälter geleitet wird, so kann auch der Spülvorgang beim Regenerieren ohne zusätzliches Magnetventil mit dem einzigen Einlaßventil genau gesteuert werden.
  • Zur Erzeugung eines der abzubauenden Wasserhärte entsprechenden elektrischen Signals wird ein Signalgeber vorgeschlagen, an welchem die Rohwasserhärte, beispielsweise nach den Angaben des betreffenden Wasserwerks, bei Aufstellung der Maschine einmal eingestellt wird. Es ist aber auch möglich, die Rohwasserhärte mittels eines entsprechenden Sensors selbsttätig und ständig zu messen und diesen Meßwert dem Signalgeber zuzuführen. Die Optimierung des Wasserenthärters beinhaltet auch eine bestimmte Resthärte, welche das Weichwasser noch haben darf. Diesen festliegenden Resthärtewert subtrahiert der Signalgeber oder eine nachgeordnete Recheneinrichtung von dem eingestellten oder gemessenen Rohhärtewert und die Differenz wird als Multiplikator für die aufaddierte Wassermenge verwendet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung erläutert, welche das Leitungsschema eines Wasserenthärters einer Geschirrspülmaschine zeigt.
  • Dieser Wasserenthärter umfaßt einen Tauscherbehälter 1 mit einem Liter Inhalt und einen mit gesättigter Salzsole gefüllten Solebehälter 2. Die Anordnung ist an ein Wasserleitungsnetz 3 angeschlossen und hat in der Nähe der Anschlußstelle ein maschineneigenes, magnetisch gesteuertes Einlaßventil 4 und an dieses anschließend einen Flügelradzähler 5 und eine freie Luftstrecke 6. Von der Aufnahmedüse der freien Luftstrecke führt eine Leitung 7 zum Tauscherbehälter 1. Unter der freien Luftstrecke 6 befindet sich ein Regenerierbehälter 9, der mit dem Schälwasser der freien Luftstrecke 6 gefüllt wird. Er beinhaltet etwa 0,5 l Wasser und hat eine Überlaufschwelle 10. Das Überlaufwasser fließt durch eine Leitung 11 ebenfalls in den nicht dargestellten Maschinenbottich. Der Regenerierbehälter 9 ist über eine Auslaufleitung 12, welche ein magnetisch gesteuertes Regenerierventil 13 enthält mit dem Solebehälter 2 verbunden. Von dessen gegenüberliegender Seite führt eine Soleleitung 14 in den Tauscherbehälter 1.
  • Die von dem Flügelradzähler 5 gemessene Wassermenge und die an einem Stellorgan 15 eingestellte Rohwasserhärte werden als elektrische Signale einer elektronischen Recheneinheit 16 zugeführt. Hierin wird die vorgegebene Resthärte von der Rohwasserhärte subtrahiert und die Differenz mit der Wassermenge multipliziert. Das Ergebnis ist ein in Liter x ° dH auszudrückender Wert, der mit dem durch die Behälterabmessungen und durch die verwendete Ionentauschermasse festgelegten Kapazitätswert verglichen wird. Sobald der während der Programmabläufe ansteigende Rechenwert den Kapazitätswert erreicht, wird ein Regeneriersignal 17 gegeben, welches nach Ablauf des betreffenden Programmabschnitts oder Programms einen Regeneriervorgang auslöst.
  • Der Regeneriervorgang beinhaltet, daß bei geschlossenem Einlaßventil 4 das Regenerierventil 13 geöffnet wird. Dadurch strömt der Inhalt des Regenerierbehälters 9 über das geöffnete Ventil in den Solebehälter 2 und schiebt eine entsprechende Menge Sole durch die Leitung 14, in welcher ein nicht dargestelltes Rückschlagventil eingebaut ist, in den Tauscherbehälter 1. Das überlaufende Wasser aus dem Tauscherbehälter fließt durch die Leitung 8 in den Bottich. Das Regenerierventil 13 wird wieder geschlossen. Nach einer bestimmten Zeit, wenn die Salzsole auf die Tauschermasse eingewirkt hat, wird durch Öffnen des Einlaßventils 4 die verbrauchte Sole aus dem Tauscherbehälter 1 ausgespült. Dazu sind etwa 2 l Frischwasser erforderlich. Auch diese mißt der Flügelradzähler und steuert den Schließzeitpunkt des Einlaßventils 4.
  • Im Falle dieses Ausführungsbeispiels ergibt sich, daß bei einer Rohwasserhärte von 38° dH nach Ablauf von zwei Maschinenprogrammen die Kapazitätsgrenze erreicht ist und regeneriert werden muß. Beträgt die Rohwasserhärte dagegen 22° dH so braucht erst nach drei Maschinenprogrammen und bei 15° dH erst nach Ablauf von sechs Maschinenprogrammen die Regenerierung durchgeführt zu werden.
    • 1
    Tauscherbehälter
    2
    Solebehälter
    3
    Wasserleitungsnetz
    4
    Einlaßventil
    5
    Flügelradzähler
    6
    freie Luftstrecke
    7
    Leitung
    8
    Auslaßleitung
    9
    Regenerierbehälter
    10
    Überlaufschwelle
    11
    Leitung
    12
    Auslaufleitung
    13
    Regenerierventil
    14
    Soleleitung
    15
    Stellorgan
    16
    elektronische Recheneinheit
    17
    Regeneriersignal

Claims (5)

  1. Verfahren zur Wasserenthärtung bei einer Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, bei welcher der Wasserinhalt eines Regenerierbehälters infolge Gefälles entleert und dadurch eine entsprechende Menge Sole zur Regenerierung in einen Ionenaustauscherbehälter eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Wasserenthärters bei geringer Rohwasserhärte für mehrere Programmfolgen ausgelegt ist und daß die Anzahl der Programmfolgen bis zur Durchführung der nächsten Regenerierung in Abhängigkeit vom Produkt aus der verbrauchten Wassermenge und der abzubauenden Wasserhärte bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regenerierbehälter (9) bei jedem Regeneriervorgang eine gleich große Wassermenge entnommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Programmen oder Programmabschnitten zugeordneten Wasserverbrauchsmengen laufend addiert, mit der abzubauenden Wasserhärte multipliziert und mit einem vorgegebenen Kapazitätswert verglichen werden, und daß nach Beendigung des bei Erreichen des Gleichstandes laufenden Programms oder Programmabschnitts die Regenerierung durchgeführt wird.
  4. Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem mit Ionenaustauschermasse gefüllten Tauscherbehälter, einem Solebehälter und einem Regenerierventil, durch welches der Inhalt des Regenerierbehälters infolge Gefälles in den Solebehälter entleert werden kann, wobei Sole in den Tauscherbehälter überströmt und nach einer bestimmten Zeit mit Frischwasser ausgespült wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mengenzähler, insbesondere Flügelradzähler (5), am Wassereinlaß angeordnet ist.
  5. Haushaltsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalgeber (15, 16) vorgesehen ist, der die Differenz zwischen der eingestellten oder selbsttätig gemessenen Rohwasserhärte und der angestrebten Resthärte bildet.
EP19920109440 1991-06-06 1992-06-04 Verfahren zur Wasserenthärtung und Haushaltsmaschine, insbesondere Geschirrspüler, zur Durchführung dieses Verfahrens Expired - Lifetime EP0517205B1 (de)

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