DE69616864T2 - Regenerierungsvorrichtung für eine Geschirrspülmaschine mit Wasserenthärtungseinrichtung - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung für die Regenerierung der Wasserenthärtungsharze in einer Spülmaschine, wie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Regenerationssteuerungsverfahren der Harze in einem Wasserenthärtungssystem, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
• Es ist bei Waschmaschinen, insbesondere bei Geschirrspülmaschinen, bekannt, ein Enthärtungssystem einzubeziehen, d. h. den Grad der Wasserhärte abzuschwächen.
• In solchen Systemen fließt das Wasser von der Hauptleitung durch ein Harzfach, um seinen Kalziumgehalt zu reduzieren, welcher die Wirkung der Waschmittel unterdrücken und Kalkablagerungen verursachen würde.
• Entkalkungssysteme der vorgenannten Art sind bereits bekannt und sie werden tatsächlich in nahezu alle Geschirrspülmaschinen integriert.
• Da nach einer gewissen Menge von enthärtetem Wasser die vorgenannten Harze erschöpft sind, müssen sie regeneriert werden, indem eine Lösung aus Wasser und Natriumchlorid, die sogenannte Sole, durch sie hindurchfließt. Die auf dem Harz abgelagerten Kalziumionen werden dann durch die Natriumionen der Sole ersetzt und die Harze sind wieder bei jedem Waschvorgang für einen neuen Enthärtungsschritt bereit. Zu diesem Zweck findet der Regenerationsprozess normalerweise bei jedem Spülvorgang statt.
• Die Enthärtungssysteme weisen daher einen Tank auf, der mit dem Harzfach verbunden ist und die Sole enthält, welche durch eine Lösung aus Wasser und Speisesalz erhalten wird. Dieser Tank muss aufgrund des Verbrauchs während des Harzregenerationsvorganges in regelmäßigen Zeitabständen gefüllt werden. Entkalkungsvorrichtungen der vorgenannten Art und ihr Regenerationsverfahren sind als solches bereits bekannt, so dass ihre detaillierte Beschreibung in diesem Zusammenhang nicht erforderlich ist. Prinzipiell ist es ausreichend, hier zu erwähnen, dass die Harze um so schneller erschöpft sind, je höher die Wasserhärte ist. Als Folge hiervon ist die Menge des zur Regeneration der Harze verbrauchten Salzes ebenfalls höher.
• In dem aus EP-A-0 435 119 bekannten Enthärtungssystem wird die Harzregeneration ausgeführt, indem von einem festgelegten Wasservolumen ausgegangen wird, welches in das Salzfach für jeden Waschvorgang eingeführt wird, so dass ein entsprechendes Volumen von Sole auf die Harze trifft.
• In solchen Systemen ist es möglich, innerhalb vorgegebener Grenzen den Regenerationsvorgang in Abhängigkeit der Härte des Wassers aus der Hauptleitung zu ändern. Dies wird durch eine manuelle Einstellung vorgenommen, welche veranlasst, dass der Wasserfluss in das Salzfach wechselt (so wie in EP-A-0 433 676). Somit wird die Sole, welche in das Harzfach gedrückt wird, einen höheren oder tieferen Salzgehalt haben, indem der Wasserfluss geändert wird.
• Eine solche Einstellung wird üblicherweise vorgenommen, wenn die Spülmaschine installiert wird und erfordert Kenntnis von dem Wasserhärtegrad der Hauptleitung.
• Solche Systeme sind äußerst beschränkt und schwierig vom Verbraucher zu benützen. Die zuvor beschriebene Einstellung könnte nicht funktionieren, da das System sich nicht selbst an mögliche Änderungen der Wasserhärte anpassen kann, die der Verbraucher nicht bemerkt (solche Wechsel können beispielsweise saisonal auftreten). Daher kann eine falsche Verwendung der Harze und ein falscher Salzverbrauch in einem bestimmten Ausmaß mit möglicherweise erheblichen Wasserverbrauch auftreten.
• Aus der US-A-4,275,448 ist eine Anordnung zur Regelung der Regeneration von Enthärtungsharzen bekannt welche mittels eines speziellen Sensors die Wasserhärte berücksichtigt, um die Zeitabschnitte zwischen aufeinanderfolgenden Regenerationsvorgängen zu variieren. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, dass sie eine vollständige Erschöpfung der Harze benötigt, bevor ein Regenerationsschritt erfolgt, und ist daher schwierig in einer Spülmaschine zu verwenden, wo die Regenerationen bei jedem Waschvorgang erfolgen.
• Es ist das Ziel der Erfindung, die vorgenannten Probleme zu lösen und insbesondere eine Spülmaschine mit einem Enthärtungssystem zur vollautomatischen Zeitoptimierung des Harzregenerationsvorgangs in Abhängigkeit des aktuellen Wasserhärtegrades, welcher verringert werden soll, bereitzustellen, um eine bessere Verwendung der Harze und ebenso des Salzes und insgesamt einen effizienteren Gebrauch des Enthärtungssystems zu erreichen.
• Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch die Anordnung der Harzregeneration nach Anspruch 1 und das Regelungsverfahren nach Anspruch 9 erreicht. Bevorzugte Ausführungsformen der Anordnung und des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2-8 und 10-15 entsprechend spezifiziert.
• Die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den anhängenden Zeichnungen, welche nur als erklärendes und nicht beschränkendes Beispiel zu sehen sind, erkenntlich, worin:
• Fig. 1 den Wasserkreislauf einer erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschine darstellt.
• Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm des Regelungssystems der Geschirrspülmaschine nach Fig. 1 und der Enthärtungsanordnung des Wassers.
• Fig. 3 zeigt ein schematisches Diagramm der Beziehung zwischen dem Wasserhärtegrad (französische Grad), des für die Harzregeneration benutzten Wasservolumens (Zentiliter) und des enthärteten Wassers (Liter).
• Bezug nehmend zu Fig. 1, welche schematisch den Wasserkreislauf einer erfindungsgemäßen Geschirrspülmaschinenausführung zeigt, bezeichnet die Referenznummer 1 eine komplexe Vorrichtung für eine Anzahl von Funktionen.
• Eine solche Vorrichtung wird mit Wasser durch ein Rohr 2 (verbunden mit der Hauptleitung), ein Magnetventil 3 und einer Einlassrohrverbindung 4 versorgt. Das Wasser tritt in die Vorrichtung 1 ein und fließt durch sie in einem ersten Rohr bis zu ihrer Oberseite, wo - in dem mit 5 gekennzeichneten Bereich - sich ein sogenannter "Luftbrecher" befindet, d. h. eine Absperrung die das Wasser aufgrund seiner kinetischen Energie überwindet; diese Absperrung ist vorgesehen, um zu verhindern, dass mögliches Abwasser zurück in die Hauptleitung fließt.
• Nach dem Überwinden des "Luftbrechers" fließt das Wasser durch eine zweite Röhre zu einem Auslassverbinder 6. Diese zweite Röhre hat ein kalibriertes Loch (nicht dargestellt) durch welches ein kleines Wasservolumen in einen volumetrischen Hohlraum 7 fließt, wo es gesammelt wird. Wenn der Hohlraum 7 voll ist, fließt das Wasser aus ihm heraus und fällt zum Boden der Vorrichtung 1, wo sich ein Loch 8 befindet, durch welches das überfließende Wasser direkt in die Waschkammer der Maschine fließen kann. Das in dem volumetrischen Hohlraum 7 gesammelte Wasser wird periodisch von einem Rohrverbinder 9 und einer Unterbrechungsvorrichtung E.V., wie einem Magnetventil, aufgenommen, wie im weiteren beschreiben. Leckagewasser, welches nicht den "Luftbrecher" überwinden kann wird sich auch auf dem Boden der Vorrichtung 1 sammeln und direkt zur Waschkammer durch das Loch 8 fließen. Das Loch 8 wird auch als eine Belüftung für die Waschdämpfe, welche in der Vorrichtung 1 kondensieren und auf ihren Boden herunterfallen, verwendet.
• Folglich kann die Vorrichtung 1 eine Vielzahl von Funktionen ausführen, welche alle bekannt sind und keine weitere detaillierte Beschreibung erfordern (siehe zum Beispiel die Patentschrift IT-B-1.1238.419).
• Die Rohrverbindung 6 wird verwendet, um Wasser durch ein Rohr AL zu einem Harzfach R zu leiten, welches einen Teil der Enthärtungsvorrichtung ausmacht und insgesamt mit DG gekennzeichnet ist, wobei die Rohrverbindung 9 mit einem Rohr AR verbunden ist, welches dazu verwendet wird, ein bestimmtes Wasservolumen, welches in dem Hohlraum 7 gesammelt ist, in das Fach S einzuspeisen, wo die Sole für die Harzregeneration erzeugt wird. Präziser kann das in dem Hohlraum 7 gesammelte Wasser das Fach S erreichen, wenn der Maschinenprogrammierer die Öffnung des Magnetventils E.V. regelt und ein entsprechendes Solevolumen kann in das Harzfach R übertreten.
• In jedem Fall ist die Vorrichtung DD von bekanntem Typus und Betriebsart, so dass es nicht erforderlich ist, sie im Detail zu beschreiben.
• Das Harzfach R ist mittels eines Rohres V mit einer Waschkammer verbunden, d. h. durch eine Sammelgrube 11, welche an dem Kammerboden befestigt ist.
• Eine solche Sammelgrube 11 ist auch mittels 3 Verbindern mit einem unteren Sprüharm 12, einem oberen Sprüharm 13 und einem Entladerohr 14 verbunden.
• Fig. 2 zeigt das Regelsystem der Geschirrspülmaschine nach Fig. 1 und die Wasserenthärtungsanordnung. In der Fig. 2 werden die gleichen Referenznummern für die gleichen Elemente wie in Fig. 1 verwendet.
• Eine Schwimmervorrichtung wird schematisch durch G bezeichnet, deren Position sich entsprechend der im Fach S verfügbaren Salzmenge ändert. Die Schwimmervorrichtung G ist als solche von bekannter Art, wie zum Beispiel vom Typus mit einem Reed-Kontakt, welcher durch einen Magneten auf einem geeigneten Schwimmer betätigt wird, der beweglich innerhalb einer mit dem Fach S verbundenen Kammer verbunden ist.
• MP bezeichnet einen elektronischen Mikroprozessor als Teil des Maschinenregelungssystems. Ein solcher Mikroprozessor MP kann zum Beispiel ein Teil einer elektronischen oder hybriden Zeitschaltuhr der Maschine sein, d. h. der Vorrichtung, welche die Ausführung der Waschvorgänge überwacht, welche die Maschine durch die Bedienung des Verbrauchers ausführen kann.
• Der Mikroprozessor MP hat eine geeignete interne Uhr, bezeichnet mit CLOCK, Permanent-Speichermittel, bezeichnet mit ROM, und energieunabhängige Schreib-/Lese-Speichermittel, welche nicht dargestellt sind.
• L ist eine Warnvorrichtung, welche signalisiert, dass Salz innerhalb des Faches S fehlt. Entsprechend einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche später beschrieben wird, wird die Beleuchtung von L nicht durch die Schwimmervorrichtung G gesteuert, wie gewöhnlich beim Stand der Technik üblich, sondern durch den Mikroprozessor MP.
• Erfindungsgemäß ist das Wasservolumen, welches in das Fach S für den Harzregenerationsvorgang eingeführt wird, nicht vorbestimmt oder konstant sondern wird automatisch in Abhängigkeit des Härtegrades des Wassers aus der Hauptleitung geändert.
• Wie gesagt hat die Waschmaschine gemäß der Erfindung eine Regelungseinheit mit einem Mikroprozessor, welcher vorteilhafterweise gemäß den Regeln der FUZZY-Logik programmiert ist. Der Permanentspeicher ROM, welcher dem Mikroprozessor zugeordnet ist, enthält eine entsprechende, kodifizierte Wissensbasis, welche aus der Erfahrung von Technikern und experimentellen Untersuchungen resultiert.
• Wie im Weiteren erläutert wird, ist der Mikroprozessor MP angepasst, um dank seiner Wissensbasis über das optimale Wasservolumen zu entscheiden, welches für den Harzregenerationsvorgang in Abhängigkeit des Härtegrades des Wasser, welcher bei jedem Waschvorgang detektiert wird, verwendet wird.
• Zu diesem Zweck versorgen geeignete Messmittel die Regelungseinheit bezüglich der physikalischen Eigenschaften des Wassers, welches für den Waschvorgang verwendet wird.
• Insbesondere ist die erfindungsgemäße Maschine mit einer Vorrichtung zur Messung des spezifischen Widerstandes des Wassers aus der Hauptleitung versehen, welcher erfindungsgemäß dazu verwendet wird, den Grad der Wasserhärte zu messen.
• Eine solche Vorrichtung umfasst zwei Elektroden, wie in Fig. 2 mit den Buchstaben A und B gezeigt, welche aus elektrisch leitenden Elementen bestehen, die in das Wassereingangsrohr 2 von der Wasserhauptleitung eingesetzt werden. Die zwei Elektroden A und B sind offensichtlich elektrisch voneinander isoliert.
• Wenn die Elektrode A mit dem positiven Pol eines direkten Spannungsgenerators E (zum Beispiel E gleich 5 V) verbunden und die Elektrode B (negativer Pol des gleichen Spannungsgenerators E) über einen Kondensator C mit entsprechender Kapazität geerdet wird, so wird sich, da das Wasser in dem Rohr 2 sicherlich leitend ist, ein Stromfluss von A nach B einstellen, der proportional zum spezifischen Widerstand des Einlasswaschwassers aus der Hauptleitung ist.
• Ein solcher Stromfluss speist einen Ladungsausgleich des Kondensators C und wird beendet, wenn ein solcher Ausgleich abgeschlossen ist, d. h. wenn eine Spannung gleich dem Wert von E an den Anschlüssen des Kondensators C anliegt. Die Dauer des durch den Mikroprozessor MP erzeugten Ausgleichs hängt von der Kapazität des Kondensators C und von dem spezifischen Widerstandswert des Mediums ab, durch welches der Ladefluss fließt, d. h. des Wassers aus der Hauptleitung. Wenn einmal ein geeigneter Wert für den Kondensator C (zum Beispiel C gleich ein Mikrofarad) ermittelt wurde ist es möglich, Informationen über den spezifischen Widerstand des Waschwassers zu erhalten, indem die Ladezeit dieses Kondensators C gemessen wird. Eine solche Messung der Ladezeit wird durch den Mikroprozessor MP ausgeführt, dessen interne Uhr (CLOCK) in der Lage ist, die Zeit mit einer guten Auflösung (zum Beispiel mit einer Auflösung von 1 Mikrosekunde) zu messen.
• Ein digitaler Eingang des Mikroprozessors MP, gekennzeichnet mit INP in Fig. 1, ist mit den Anschlüssen des Kondensators C verbunden, wobei ein digitaler Ausgang, gekennzeichnet mit OUT, verwendet wird, um einen Transistor Q zu steuern, welcher als Schalter zur Steuerung des Ausgleichs verwendet wird und dessen Verteiler mit den Anschlüssen des Kondensators C verbunden ist.
• Die Ladezeit des Kondensators C wird mittels der folgenden Schritte des Mikroprozessors MP gemessen:
• - schnelle Entladung des Kondensators C, erzielt, indem ein kurzer Puls (zum Beispiel eine Millisekunde Dauer) an die Basis des Transistors Q über den Ausgang OUT angelegt wird, so dass der Kondensator C entladen und zur Erdung kurzgeschlossen wird;
• - Beginn der Zeitzählung genau dann, wenn der Transistor Q - nachdem der Entladepuls des Kondensators C beendet ist - zurück in seine Schließstellung geht, so dass der Kondensator seinen Ladevorgang beginnen kann;
• - Beenden der Zeitzählung genau dann, wenn die Spannung an den Kondensatoranschlüssen den Ausiösepegel des digitalen Eingangs INP erreicht, dessen Wert typischerweise gleich der Hälfte der Speisespannung des Mikroprozessors MP ist (d. h. E/2 gleich 2,5 V);
• - Der Wert, welchen der verfügbare Zeitzähler in MP beim Zählstopp erreicht hat ist direkt mit den intrinsischen spezifischen Widerstandseigenschaften der Waschflüssigkeit zusammenhängend.
• Wie ersichtlich ist, ist der Mikroprozessor MP, programmiert entsprechend den FUZZY-Logik Techniken und mit einer angemessenen Wissensbasis, in der Lage, den spezifischen Widerstand des Wassers aus einer Messung der Ladezeit des Kondensators zur berechnen.
• In gleicher Weise ist der Mikroprozessor in der Lage, den Grad der Wasserhärte aus den Hauptleitungen zu berechnen, welcher in einfacher Weise aus dem spezifischen Widerstandswert des Wassers mittels der zuvor genannten Wissensbasis in FUZZY-Logik ermittelt wird.
• Daher ist, wie zusammengefasst werden kann, dass elektronische Regelsystem der erfindungsgemäßen Maschine geeignet, den Grad der Wasserhärte mittels der Sensoren A und B zu ermitteln. Darüber hinaus erscheint es einfach, in den ROM-Speicher des Mikroprozessors MP jede aus der Erfahrung abgeleitete Information einzugeben, bezogen auf das optimale Wasservolumen, welches für die Regeneration in Abhängigkeit des Grades der Wasserhärte und, wenn gewünscht, der Anzahl der ausgeführten Waschvorgänge und des Gesamtvolumens des innerhalb eines bestimmten Zeitabschnitts enthärteten Wassers verwendet werden sollten.
• Zu diesem Zweck enthält der energieunabhängige ROM-Speicher entsprechende Tabellen oder Algorithmen, welche z. B das optimale Wasservolumen angeben, welches für jeden Grad der ermittelten Härte, enthalten in einem vorbestimmten Bereich von Werten, für jede Harzregeneration zu verwenden ist (d. h., in diesem speziellen Fall, die Öffnungszeit des Elektroventils E.V.).
• Die Betriebsweise der Spülmaschine nach der vorliegenden Erfindung ist wie folgt:
• Der Benutzer startet die Maschine und das Magnetventil 3 öffnet, so dass das kommende Wasser durch [Rohr] 2 aus der Wasserhauptleitung, wie zuvor beschrieben, durch die Vorrichtung 1 fließen kann und die Waschkammer durch das Rohr V erreicht. Nach dem Erreichen eines vorbestimmten Wasserpegels innerhalb der Kammer (ermittelt durch einen speziellen Sensor, so wie einen Druckschalter oder eine Durchflussmessvorrichtung) veranlasst das Regelsystem das Magnetventil 3 zu schließen.
• Während einer solchen Wasserversorgung wird, wie zuvor beschrieben, der volumetrische Hohlraum 7 der Vorrichtung gefüllt, da während dieser Phase das Magnetventil E.V. geschlossen bleibt. Stets während dieses Versorgungsschrittes berechnet der Mikroprozessor MP über die Mittel A, B, C, Q den Grad der Härte des aufgenommenen Wassers, wie zuvor beschrieben.
• Das aus der Hauptleitung bereitgestellte Wasser erreicht die Kammer enthärtet, indem es durch das Harzfach fließt. Der Waschvorgang wird dann in einer gewöhnlichen, bekannten Weise ausgeführt.
• Bei einem vorgegebenen Schritt des Waschvorganges wird das Regelsystem der Maschine die Ausführung der Harzregeneration regeln.
• Ein solcher Schritt wird durch den Mikroprozessor MP ausgeführt, indem er die Öffnungszeit des Magnetventils E.V. für einen vorgegebenen Zeitabschnitt regelt, welcher durch die interne Uhr CLOCK berechnet wurde. Eine solche vorbestimmte Öffnungszeit des Magnetventils entspricht offensichtlich einem genau bestimmten Volumen von Wasser, welches von dem Hohlraum 7 zu dem Salzfach S fließt. Folglich wird ein entsprechendes Volumen von Sole aus dem Fach S zu dem Harzfach R fließen (natürlich wird ein solches vorbestimmtes Wasservolumen kleiner oder maximal gleich dem Fassungsvermögen des Hohlraums 7 sein, welches in diesem speziellen Beispiel 190 cm³ beträgt).
• Wie beschrieben, wird die Öffnungszeit des Magnetventils E.V. durch den Mikroprozessor MP als eine Funktion des Härtegrades des Wassers, welches zuvor aufgenommen wurde und durch das Harz floss, gewählt.
• Mit anderen Worten enthält erfindungsgemäß die Wissensbasis, welche in dem ROM-Speicher kodiert ist, die Informationen, welche den Mikroprozessor über das optimale Volumen von Wasser oder Sole entscheiden lässt, welches für die Regeneration des Harzes in Abhängigkeit seiner reduzierten Enthärtungseigenschaffen verwendet wird. Da solche Eigenschaften proportional zum Härtegrad des Wassers abnehmen wird die Wissensbasis experimentelle Daten, gewönnen aus Erfahrungswerten, enthalten, welche das optimale Wasservolumen angeben, welches zum Salzfach geschickt wird, um ein korrektes Volumen von Sole, wie für die Regeneration benötigt, zu erhalten.
• Folglich enthält der energieunabhängige ROM-Speicher geeignete Tabellen oder Algorithmen, welche dem Mikroprozessor MP die Öffnungszeit des Magnetventils E.V. für jeden durch den Härtesensor angegebenen Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Werten angeben.
• Ein Beispiel der vorgenannten Wissensbasis ist als Diagramm in Fig. 3 wiedergegeben, welches auf der Abszisse die Summe des Volumens (Liter) des enthärteten Wassers in einer Sequenz von mehreren Waschvorgängen zeigt, auf der Ordinate die möglichen Werte der Wasserhärte (französische Grad oder dHF) zeigt und an den horizontalen Pfeilen das Wasservolumen (Zentiliter) welches für die Harzgeneration verwendet wird und die relevanten Aktivierungszeiten des Magnetventils E.V. für die Regelung des Regenerationswassers zeigt.
• Wie ersichtlich ist, wird, für den Fall, dass das Leitungswasser eine Härte von 60 dHF aufweist, was ein sehr höher Härtewert ist, jeder Regenerationsschritt mit 190 cc Wasser, d. h. dem gesamten im Hohlraum 7 enthaltenen Wasser, ausgeführt (in einem solchen Fall wird das Magnetventil E.V. für 40 Sekunden betrieben, d. h. offengehalten).
• Wenn das Leitungswasser eine Härte von 30 dHF hat, was ein mittlerer Härtewert ist, wird jeder Regenerationsschritt mit 80 cc Wasser ausgeführt, entsprechend 8 Sekunden Versorgung des Magnetventils E.V.
• Wenn das Leitungswasser eine Härte von 10 dHF hat, was ein relativ kleiner Härtewert ist, wird jeder Regenerationsschritt mit 30 cc Wasser ausgeführt, entsprechend 3 Sekunden Öffnung des Magnetventils E V.
• Erfindungsgemäß ist der Mikroprozessor MP des Weiteren dazu programmiert, in periodischen Abständen einen Regenerationsschritt unter Verwendung des gesamten in dem volumetrischen Hohlraum 7 enthaltenen Wassers, d. h. 190 cc Wasser, auszuführen.
• Ein solcher kompletter Regenerationsschritt wird durch das Regelungssystem zu dem Zweck aktiviert, dass die mit der Zeit auftretende Ausbildung von bevorzugten Pfaden der Sole innerhalb des Faches R verhindert wird, welche im Endergebnis die Harzeigenschaften beschädigen könnten. So kann zum Beispiel, wenn verringerte Wasservolumina im großen Ausmaß für die Regeneration verwendet werden, ein Teil des Harzes aufgrund dieser Pfade nicht von der Sole durchflossen werden und sich eventuell erschöpfen.
• Daher wird erfindungsgemäß ein solcher vollständiger Regenerationsschritt in vorgegebenen Zeitabständen vorgesehen, abhängig von dem Härtegrad des Wassers und dem Wasservolumen (ein vollständiger Schritt ist nutzlos, wenn die Regenerationsschritte bei einem Härtegrad gleich 60 dHF ausgeführt werden), welches insgesamt nach der Ausführung der letzten vollständigen Regeneration enthärtet wurde.
• So wird zum Beispiel, bei einer Wasserhärte von bis zu 24 dHF, die vollständige Regeneration ausgeführt, nachdem die Harze 125 Liter Wasser enthärtet haben; bei einem Härtebereich von 25-34 dHF wird die vollständige Regeneration ausgeführt, nachdem die Harze 100 Liter Wasser enthärtet haben; bei einem Härtebereich von 35-44 dHF wird die vollständige Regeneration ausgeführt, nachdem die Harze 75 Liter Wasser enthärtet haben; bei einem Härtebereich von 45-54 dHF wird die vollständige Regeneration ausgeführt, nachdem die Harze 50 Liter Wasser enthärtet haben und oberhalb von 55 dHF ist die Regeneration praktisch immer komplett, d. h. sie wird mit 190 cc Wasser ausgeführt.
• Es ist ersichtlich, dass das Maschinenregelungssystem perfekt dazu in der Lage ist, eine solche Zählung auszuführen, da das Volumen des von der Maschine aufgenommenen Wassers in einfacher Weise durch den Mikroprozessor gezählt werden kann (zum Beispiel als eine Funktion der Anzahl der Arten von Waschvorgängen welche ausgeführt werden oder mittels der Zählungen, welche mit Hilfe des Maschinendruckschalters ausgeführt werden).
• Wie zuvor beschrieben ist erkennbar, dass in der erfindungsgemäßen Maschine der Regenerationsvorgang in Abhängigkeit des tatsächlichen Bedarfs die Harzeffektivität wieder herzustellen ausgeführt wird, was in einer vollautomatischen Weise bei jedem Waschvorgang erreicht wird, ohne jegliche Einwirkungen des Benutzers. Folglich ermöglicht das beschriebene System auch einen günstigeren Verbrauch von sowohl Salz als auch Regenerationswasser.
• Die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung, ebenso wie ihre Vorteile, erscheinen aus der vorigen Beschreibung offensichtlich.
• Es ist offensichtlich, dass dem Fachmann viele Änderungen der Spülmaschine, welche anhand von Beispielen beschrieben wurde, möglich sind, und es ist weiterhin klar, dass in der praktischen Verwendung der Erfindung die beschriebenen Bauteile durch andere, technisch äquivalente Elemente, ersetzt werden können.
• Eine erste mögliche Ausführungsvariante betrifft das Einschaltsystem für das Warnlicht L, welches signalisiert, wenn Salz in dem Fach S fehlt.
• Das typische, nach dem Stand der Technik bekannte Schwimmersignalsystem erscheint nur dafür ausreichend verlässlich zu sein, dass Warnlicht L auszuschalten, nachdem eine Salzfüllung des Tanks durch den Benutzer erfolgte. Im Gegenzug ist ein solches Schwimmersystem oft sehr ungenau, um einen Mangel an Salz anzuzeigen.
• Es ist daher das grundlegende Ziel der vorgeschlagenen Variante, nur die Verlässlichkeit des Signals dahingehend zu nutzen, dass der Salzpegel durch den Benutzer wieder hergestellt wurde und den Leuchtvorgang des Warnlichtes elektronisch zu steuern, basiert auf den Messungen und Vorgängen, welche der Mikroprozessor MP immer in Abhängigkeit der Wasserhärte und folglich der Harzregenerationsvorgänge, welche durch die Maschine ausgeführt werden, ausführt.
• Wie ausgeführt, ist das elektronische Regelsystem der erfindungsgemäßen Maschine in der Lage, den Härtegrad des Wassers mittels der Sensoren A und B zu erkennen. Des Weiteren ist es sehr einfach, in den ROM-Speicher des Mikroprozessors MP die aus der Erfahrung abgeleiteten Informationen einzugeben, welche die typischen Salzverbrauchsvorgänge entsprechend zu den Arten der ausgeführten Regenerationen betreffen.
• Folglich kann der Mikroprozessor MP während jedes Waschvorganges einen geeigneten Zähler für die Regenerationsvorgänge oder die enthärteten Wasservolumina mittels seiner eigenen energieunabhängigen Lese/Schreibspeichermittel aktualisierten.
• Aus dem Vorigen wird bereits ersichtlich, wie erfindungsgemäß die Gesamtanzahl der Vorgänge, welche erreicht werden muss, bevor das Signal der Salzerschöpfung automatisch durch das Regelsystem gewählt werden kann, wobei die Fähigkeit jedes Waschvorganges bezüglich des Salzverbrauchs berücksichtigt wird.
• Um die zuvor beschriebene Zählfunktion ausreichend fortzuführen ist es für das Maschinenregelungssystem erforderlich, zu detektieren, wann der Benutzer den Salzpegel in dem entsprechenden Fach S auffüllt, so dass der Mikroprozessor MP seinen internen Zähler für die Regenerationsvorgänge (oder die Volumina des enthärteten Wassers) zurückstellen und einen neuen Zählvorgang starten kann. Zu diesem Zweck, d. h. um eine geeignete Rückmeldung bezüglich der Salzpegelauffüllung durch den Benutzer zu haben, kann das Signal, welches mit dem Reed-Kontakt der Schwimmervorrichtung G verbunden ist, vorteilhafterweise benutzt werden, welches in der Praxis nur verlässlich ist, wenn Salz in das entsprechende Fach eingeführt wird. Eine wichtige für diesen Zweck zu berücksichtigende Bedingung ist der Umstand, dass die Reed-Position solcher Art sein muss, dass das Schließen des entsprechenden Kontaktes auch sichergestellt ist, wenn die Salzkonzentration nicht sehr hoch ist. Dies ist erforderlich, da der Reed-Kontakt nach der Erfindung nur für das "Zurücksetzen" des Signalsystems vorgesehen ist und den Benutzer nicht über die Notwendigkeit, den Salzpegel aufzufüllen, informiert. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zum Beispiel die Reed-Position so gewählt wird, dass der Schließkontakt bereits erfolgt, wenn nur die Hälfte der erforderlichen Salzmenge verfügbar ist, oder irgendeine Position, welche sicherstellt, dass die Kontaktschließung sogar in den ungünstigsten Arbeitsbedingungen mit geringeren Salzkonzentrationen als den höchsten zu Erwartenden erfolgt.
• Der Betrieb der Spülmaschine nach der vorgeschlagenen Variante ist wie folgt. Das Schwimmersystem G ist kalibriert, um die Einfuhr einer vorbestimmten Menge von Salz durch den Benutzer zu detektieren. Daher muss der Benutzer um das Abschalten des Warnlichts L zu erreichen, wenn es leuchtet, in das Fach S eine Salzmenge einführen, welche wenigstens ausreicht, um auch die Öffnung des Reed-Kontaktes zu bestimmen und folglich die Regelvorrichtung des Warnlichts L zurückzusetzen. Folglich wird die Öffntang des mit dem Schwimmer verbundenen Reed-Kontaktes auch den Mikroprozessor MP darüber informieren, dass der Benutzer wenigstens eine gewisse Menge Salz eingeführt hat, so dass der Mikroprozessor dann den internen Zähler zurücksetzen wird.
• Der Mikroprozessor MP beginnt dann eine neue Zählung der Vorgänge welche der Einführung des Salzes in das Fach S folgen.
• Wie zuvor beschrieben, wird eine solche Zählung ausgeführt, indem der Härtegrad des Wassers von jedem Vorgang bestimmt wird. Folglich bestimmt der Mikroprozessor MP entsprechend der kodierten Daten in seinem Speicher den Umfang des Salzverbrauchs für jeden Vorgang während des entsprechenden Regenerationsvorgangs. Im gewissen Sinne betreibt der Mikroprozessor ein "gewogenes Mittel" von Harzregenerationsvorgängen, bis ein vorbestimmter Grenzwert, basiert auf Erfahrung und kodifiziert in dem Mikroprozessorspeicher, erreicht ist, bei welchem kein weiteres Salz in dem Fach S verfügbar sein sollte. Folglich wird in der erfindungsgemäßen Maschine der Salzmangel nicht in physikalischer Weise bestimmt, sondern durch den Mikroprozessor MP entsprechend den Daten abgeleitet, welche durch die auf Messungen und Erfahrungen basierten Ermittlungen gewonnen wurden. Der Mikroprozessor MP ist folglich in der Lage einen "virtuellen" Salzpegel innerhalb des entsprechenden Faches S zu berechnen, Waschvorgang nach Waschvorgang und wenn solch ein virtueller Pegel unter einen vorbestimmten Minimalwert absinkt, ist es der Mikroprozessor selbst, der das Warnlicht L anschaltet.
• An diesem Punkt wird der Benutzer aufgefordert, neues Salz in das Fach S einzufüllen, was ein neues zurücksetzen des Mikroprozessor MP-Zählers verursacht, dass Warnlicht L ausschaltet und eine neue Zählung wie zuvor beschrieben startet.
• Nach der vorgeschlagenen Ausführungsform ist die Regelungseinheit fähig, eine Beziehung zwischen dem Wasserhärtewert, dem Volumen des Regenerationswassers und dem Volumen des enthärteten Wassers herzustellen, um das Signal, dass Salz fehlt, zu ermitteln.
• Zurückgehend zum Beispiel zu Fig. 3 wird, wenn die Härte gleich 60 dHF ist, jede Regeneration mit 190 cc Wasser ausgeführt. In diesem Fall, wie auf der Abszisse gezeigt, wird die Beleuchtung des Warnlichts durch den Mikroprozessor angeschaltet nachdem etwa 740 Liter Wasser enthärtet wurden.
• Im Gegenzug wird, bei einer Härte gleich 10 dHF, jede Regeneration mit 30 cc Wasser ausgeführt: In diesem Fall wird die Beleuchtung des Warnlichts durch den Mikroprozessor angeschaltet, nachdem etwa 3000 Liter Wasser enthärtet wurden.
• Aus der vorhergehenden Beschreibung wird ersichtlich, wie, mittels einer geeigneten Programmierung, der Mikroprozessor MP den Salzverbrauch exakt bestimmen kann und das entsprechende Signal mit äußerster Genauigkeit anschalten kann.
• In der beispielhaft beschriebenen Ausführungsform wurde bereits betont, dass das Schwimmersystem G praktisch die einzige Funktion hat, die Regellogik MP zu informieren, wenn Salz in den Tank S gefüllt wird. Natürlich ist offensichtlich, dass eine solche Anzeige den Mikroprozessor MP auf verschiedenen Weg zugeführt werden kann, zum Beispiel indem ein spezielles Steuerelement, welches durch den Benutzer betätigt wird, vorgesehen wird.
• Schließlich sollte erwähnt werden, dass die Verwendung eines Mikroprozessor unterstützen Regelungssystems, welches entsprechend den FUZZY-Logik- Regeln programmiert wurde, dem Mikroprozessor MP es ermöglicht, anspruchsvollere Prozesse auszuführen, um dass für jede Regeneration benötigte Wasservolumen zu berechnen und/oder für die Kalkulation der verbrauchten Salzmenge.
• In diesem Rahmen kann die Wissensbasis des Mikroprozessors MP Informationen enthalten, um die optimalen Volumina des Regenerationswassers oder des Salzmengenverbrauchs nicht nur als Funktion der Wasserhärte zu berechnen, sondern auch als Funktion der Anzahl der ausgeführten Waschvorgänge (sollte jeder Waschvorgang der Maschine einen konstanten Wasserbrauch vorsehen) oder des gesamten in der Zeit enthärteten Wasservolumens, Vorgang für Vorgang.

Claims (15)

1. Waschmaschine, umfassend eine Vorrichtung zur Regeneration der Wasserenthärtungsharze, wobei die Vorrichtung umfasst:

- einen Behälter (R) für die Harze, welche benutzt werden, um den Wasserhärtegrad zu verringern,

- einen Behälter (S) für das Salz, welches für die Harzregeneration erforderlich ist,

- Dosierungsmittel (E.V., 7) zum Überliefern eines abgemessenen Volumens von Wasser zum Salzbehälter (S) um die vorgenannte Regeneration auszuführen, wobei die Harzregenerationsprozesse in regelmäßigen Zeitabständen, insbesondere bei jedem von der Maschine ausgeführtem Waschvorgang, ausgeführt werden,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung des weiteren umfasst Sensormittel (A, B, C, Q, MP) der Härte des Leitungswassers und elektronische Steuermittel (MP), um das optimal bemessene Volumen von Wasser zu bestimmen, welches entsprechend während des Regenerationsschrittes als eine Funktion des mittels der vorgenannten Sensormittel (A, B, C, Q, MP) bestimmten Wasserhärtegrades benutzt wird und folglich die vorgenannten Dosierungsmittel (E.V.) steuert, um zum Salzbehälter (S) ein variabel bemessenes Volumen von Wasser entsprechend dem vorgenannten optimalen Volumen zu liefern.

2. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Steuerungsmittel (MP) mit energieunabhängigen Speichermitteln (ROM) zugeordnet sind, welche kodierte Untersuchungsdaten enthalten; welche das für die optimale Harzregeneration zum Salzbehälter (S) zu liefernde Wasservolumen für jeden von den vorgenannten Sensormitteln (A, B, C, Q, MP) bestimmten Wasserhärtewert darstellen, enthalten in einem vorbestimmten Bereich von Werten.

3. Waschmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vorgenannte Dosierungsmittel für das Regenerationswasser eine Abfangvorrichtung (E.V.) eines Wasserflusses (AR) zum Salzbehälter (S) umfassen, gesteuert durch die vorgenannten elektronischen Steuermittel (MP), wobei die vorgenannten energieunäbhängigen Speichermittel (ROM) kodierte Untersuchungsdaten enthalten, welche die Öffnungszeiten der vorgenannten Abfangvorrichtung (E.V.) für jeden mittels der vorgenannten Sensormittel (A, B, C, Q, MP) bestimmten Wasserhärtewert darstellen, enthalten in einem vorbestimmten Bereich von Werten.

4. Waschmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (G) vorhanden sind um das Vorhandensein von Salz im Salzbehälter (S) zu bestimmen und Mittel (L) um die Notwendigkeit einer Salzfüllung zu übermitteln, wenn ein vorbestimmter Minimalpegel im Salzbehälter (S) erreicht ist, wobei die vorgenannten Bestimmungsmittel die vorgenannten Sensormittel (A, B, C, Q, MP) des Wasserhärtegrades und die vorgenannte Steuereinheit (MR), welche den Salzverbrauch als Funktion des Leitungswasserhärtegrades ermittelt und die vorgenannten Mittel, wenn erforderlich, aktiviert, um zu signalisieren (L) wenn der ermittelte Salzpegel eine vorbestimmte Schwelle erreicht, umfassen.

5. Waschmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den vorgenannten energieunabhängigen Speichermitteln (ROM) kodierte Untersuchungsdaten enthalten sind, welche die Menge des verbrauchten Salzes während jeden Harzregenerationsvorgangs als Funktion des vom vorgenannten Sensor (A, B, C, Q, MP) bestimmten Wasserhärtewertes darstellen, enthalten in einem vorbestimmten Bereich von Werten.

6. Waschmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den vorgenannten energieunabhängigen Speichermitteln (ROM) kodierte Untersuchungsdaten enthalten sind, welche die Menge der in jedem Regenerationsvorgang verbrauchten Salzmenge auch als Funktion des enthärteten Wassers und/oder des für die Regeneration verwendeten Wasservolumens darstellen.

7. Waschmaschine nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgenannten Sensormittel Mittel umfassen, um den Grad des spezifischen Widerstandes des Wassers zu bestimmen, von welchem die Steuereinheit (MP) in der Lage ist, den Leitungswasserhärtewert zu bestimmen.

8. Waschmaschine nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Salzpegelsteuermittel (G) vorhanden sind, um die elektronischen Steuermittel (MP) zu informieren, dass eine Salzbefüllung in dem Salzbehälter (S) aufgetreten ist.

9. Steuerungsverfahren für die Harzregeneration in einem Wasserenthärtungssystem einer Waschmaschine, bei der das vorgenannte System umfasst einen Harzbehälter (R) und einen Salztank (S), wobei die vorgenannten Harze periodisch in einen Regenerationsprozess mittels einer in dem vorgenannten Tank (S) produzierten Wasser- und Salzlösung geleitet werden müssen, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Salztank (S) zu liefernde Wasservolumen, um das zum Harzraum (R) für die Harzregeneration zu transferierende Volumen der Wasser- und Salzlösung zu produzieren, zeitlich variabel ist und mittels einer Steuereinheit (MP) während des Waschvorganges als eine Funktion des für das Waschen benutzten Wasserhärtegrades berechnet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des zum Salzbehälter (S) zu liefernde Wasservolumens auch als Funktion des Volumens des in einer Zeitspanne durch die Harze enthärteten Wassers und/oder aus der Anzahl der ausgeführten Regenerationsvorgänge berechnet wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein vollständiger Regenerationsschritt periodisch vorgesehen ist, während welchem der Salzbehälter (S) das höchste vorgesehene Wasservolumen erhält, wobei die Intervalle der vorgenannten kompletten Regeneration vom Wasserhärtegrad und dem Volumen des seit der letzten ausgeführten vollständigen Regeneration enthärteten Wassers abhängt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Salzverbräuchswert oder sein Konzentrationsgrad im Salzbehälter (S) mittels einer Steuerungseinheit (MP) zeitlich aufgelöst bestimmt wird und während jedes Waschvorganges aktualisiert wird, als eine Funktion der Leitungswasserhärte.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Anzeigemittel (L) aktiviert werden, wenn ein vorbestimmter Konzentrationsgrad oder Salzverbrauchswert erreicht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein neuer Berechnungszyklus des Verbrauchs oder des Konzentrationsgrades beginnt, wenn die Steuerungseinheit (MP) eine Information empfängt, welche anzeigt, dass zumindest eine gewisse Menge von neuem Salz in den Salzbehälter (S) eingefüllt wurde.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Salzverbrauch und/oder sein Konzentrationsgrad auch als Funktion der Anzahl und/oder der Modalität, mit welcher der Waschvorgang oder Regenerationsprozess ausgeführt wird bestimmt wird.